基础刚度对高层建筑抗震设计有哪些影响？
基础嵌固端的假定是多年来我们经常做的，包括现在有地下室的，或者没有地下室我们的假定就是嵌固端，但是我们做试桩就是一公分、两公分这样的。刚度是有限的，我们一个桩放在这桩顶要发生转动的，所以有限基础刚度应该是像我后面做的这个假定。这个是美国ATC40，我把它反过来。对我们来说有地下室的高层建筑，和没有地下室的高层建筑，基础的刚度和基础计算的模型很显然是有所不同的。
不管怎么样，我们都可以用一定的简化的方法，这是无地下室的模型，有地下室的可能用一个集中的弹簧模拟地下室周边的主体的嵌固端，我们经常谈到建筑物的嵌固问题，实际上嵌固就是通过这些刚度来实现的。
桩基的计算方法。
因为在我们目前的规程里面，关于地基础我们着重偏向于承载力，没有涉及到基础刚度问题。因此，在这边我会稍微花一点时间介绍一下刚度确定原则。我们国家已经给出了桩基刚度一整套的计算方法，国家大的复杂的项目里面都引入了桩基刚度，进行了底板计算分析，我相信大家也用过，这里面包括了水平刚度、转动刚度以及耦合刚度，对桩的刚度就是这么几个参数，有的是通过试验、试装来定。
天然地基的刚度水平计算。
天然地基同样也存在着竖向和水平的刚度，这就是我们天然地基的一些天然刚度。美国的ATC-30给出了基础的数，天然地基的刚度水平计算公式。
地下室外侧土体水平刚度。
这里面实际本质上都是涉及到一个土体，平面外的，水平方向的一个刚度。当然这个跟土地的减轻模量，地下水的情况都有关。很复杂，但是不管怎么样，这个刚度是客观存在的，而不能把它自己不动脚刚度无穷大进入我们的刚度。
我在这里提到三种，我们碰到的桩基，天然地基简化的计算方法，有些并不是简化，是通过试验验证的。这部分工作是一个科研，随着我们的试验不断进行下去，这个是可以得到正确解的。
当我们引入基础刚度的时候，结构的侧移动刚度将会减少，结构自振周期有所增大，高层建筑的总地震作用有所减小。另外一方面，边界条件的改变将导致结构在地震作用下**位移有所增大内力分布发生变化。
我们先做了一个对框架结构，我们举了一个框架实例。五种典型工程，**种框架结构是12层的框架结构。我们采用了这样人工挖孔桩，根据这些参数我们可以得到基础嵌固端的数据，那么由于基础刚度的确定是非常复杂的因素，我在这里引入我们按照规范定的中间值，上下各变化两倍，看看谁的基础刚度变化以后带来结构影响。这也是一种哲学，这个有限元模型在这里，首先看模态，我们可以看到基础嵌固和基础有限刚度引入进去后，这个是显而易见的。每个模态的周期都会增大。周期增大，接下去会剪力地震。水平位移可以看到引入基础刚度以后，结构**水平位移和层间水平位移都有所增大，增大的幅度有20%到30%。但是基础的平动刚度和基础的转动，这个包括了整体结构的平动。当我们把这两部分的位移扣除以后，真正地震作用下产生的影响就小了。这就是对变形分析的结论。
由于嵌固端假定换成有限刚度数以后，结构的内力发生了变化。原来柱里的*大弯度在柱根，现在走到了上端。这个增大后可以增加70%以上，下端可以减少40%左右。这个是前面的分析，不管是变形还是内力，基本上都是一样。可以看到基础嵌固端假定并不一定都是偏于**的，由于基础的嵌固，就把底层柱的上端**度变小了。同时，底层柱的面积算大了，也是不合理的。我们可以看到汶川震坏的框架是底层的柱底看不到。
基础刚度对剪力墙的影响。
这也是书里面的**种类型，剪力墙结构，一个典型100米高的30多层的住宅，也是我们配的桩基的刚度，模型引入，大家可以看到这样的模型就和我们原来嵌固端的模型就不一样了。在这个模型基础上我们进行了模态分析，可以看到也是周期在增大。增大的量级并不是我们想象的一下会增加很大，因为毕竟还是有基础刚度的，并不是无刚度的基础。基础如果没有刚度，这个房子就不成立了。
扣除了整体平动和转动，位移比嵌固端的位移有效，因此规范的位移限制还是可用的。当我们基础不是嵌固端的时候，首当其冲**个问题，结构刚度退化了。退化以后，我们看看对剪切型的框架结构是怎么样的一个情况，底层柱的低值有所减小，这个跟基础刚度发展关系，可以得到一个修正项，我们现在讲的是基础平动加转动的位移我们要扣除。可以看到，整个弯曲型结构当中会有一个修正项，总而言之是会有一个减小的。内力分布会发生变化，**个方面对整体结构的稳定会发生影响。随着刚度的退化，如果是按照现在规范的规定执行只需要有所增加，昨天晚上我跟徐院长还在讨论，如果是我们引入基础刚度，在嵌固端情况下侧移刚度的限制，是否要放松？否则的话我们刚度还要增大，到底怎么定，我觉得还要再做工作，但是不管怎么样，我们不用一个虚幻飘渺的嵌固端是我们在地球、宇宙存在的客观情况，我们要不断的追求真理。
对弯曲性结构也同样引入了基础刚度以后，侧移结构有所退化。因此我们根据稳定计算的方法求解等等，*后得到了基础有限刚度和一些刚度的值，可得到有些刚度和基础刚度是多少。
我们什么样基础刚度是合适的。
基础刚度作为客观存在，不可能无穷大，但是基础刚度低了以后就不行，所以这中间就有一个辩证的关系，基础刚度无穷大我们也做不到，造价也不可能，实际也不可能，但是也不能无限制的退，所以我们就提出基础刚度的范围。根据这样一个比值来看，现在我们目前假定的嵌固端的范围大概是需要略微有所提升。从1.4到1.5，2.7到2.9。是不是这个值比现在范围要加强一些，这个是有待大家研究的，但是客观现实的事实还是存在的。
隔震结构怎么办？
平动刚度对结构的稳定性是没有影响的。转动刚度影响很大，*近我的博士生在做框减结构。下面一动上面框减就乱了，所以大家可以看到我们做设计的时候很多事情要想清楚的。接下去就是要在研究上我们对基础的刚度还是要有控制和保障，根据整体结构的转动刚度我们可以反过来看，隔震结构基础要有一定的竖向刚度，或者有一个合适的整体的转动刚度，根据前面非常好的整体转动刚度和要求。
基础刚度的引入改变了内力分布局部影响。**引入基础刚度，将导致整体结构刚度退化，上部结构刚度需有所增强。基础刚度应处于合适区间，以保证结构整体稳定和抗震要求。隔震结构，基础平动刚度退化，地震作用及其效应减小结构整体稳定不受基础平动刚度影响，但基础转动刚度需注意予以保证