随着高层、超高层建筑物及大型港口码头、桥梁道路、主塔工程的迅速发展,桩基础得到了广泛的应用。为了满足荷载传递和对上部结构的支承约束作用,桩基承台越来越厚。然而,桩基厚承台本身存在一些缺点,如存在自身重量大,大体积混凝土水化热等问题。实际上,桩基厚承台的受力十分复杂,研究人员之间也存在严重分歧。研究发现,空间桁架模型能更好的反映桩基厚承台的传力机理。应用有限元分析软件ABAQUS对三桩、四桩、六桩厚承台进行了拓扑优化分析,得到了承台空间桁架模型。并在此基础上对厚承台中拉压杆进行了受力性能分析,给出了斜压杆的承载力计算公式,提出了基于空间桁架模型的设计计算方法。主要研究结论如下：1、有限元分析结果表明,桩基厚承台的传力机理符合空间桁架模型：压应力流集中在柱底到桩顶的连线范围内,用混凝土斜压杆表示。拉应力流集中在承台底部桩顶连线范围内,用拉杆表示。2、验证了拓扑优化理论在桩基厚承台研究中的可行性,同时,运用基于应变能准则的渐进结构优化算法,得到厚承台的拓扑优化形状呈拉压杆空间桁架模型。3、通过对大量桩基厚承台试验数据的分析拟合,参考现有规范公式,提出了桩基厚承台中斜压杆的承载力计算公式。4、提出了桩基厚承台基于空间桁架模型的设计计算方法,包括空间桁架模型的建立原则,承台受力模型的简化以及厚承台设计计算步骤等。