輕鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計是根據(jù)既定的結(jié)構(gòu)類型和形式、工況、材料和規(guī)范所規(guī)定的各種約束條件，例如強度、剛度，穩(wěn)定、頻率、尺寸以至結(jié)構(gòu)構(gòu)件許用的離散集等等，提出優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型（目標函數(shù)，約束條件，設(shè)計變量）。其模式是根據(jù)優(yōu)化設(shè)計的理論和方法求解優(yōu)化模型，很后達到材料的合理分配，使結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足經(jīng)濟與安全性的要求。結(jié)構(gòu)優(yōu)化的過程大致可歸納為：假定 -分析-搜索-很優(yōu)設(shè)計四個階段。其中的搜索過程是修改并優(yōu)化的過程。它首先判斷設(shè)計 方案是否達到很優(yōu)（包括滿足各種給定的條件），如若不是，則按某種規(guī)則進行修改，以求逐步達到預(yù)定的很優(yōu)指標。
輕鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法具體來說如下所示：
第一種便是數(shù)學(xué)規(guī)劃法
此方法是將結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題抽象成數(shù)學(xué)規(guī)劃形式來求解。結(jié)構(gòu)優(yōu)化中常用的數(shù)學(xué)規(guī)劃方法是非線性規(guī)劃，有時也用線性規(guī)劃，特殊情況可能用到動態(tài)規(guī)劃、幾何規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃或隨機規(guī)劃等。
數(shù)學(xué)規(guī)劃法還可以分為線性規(guī)劃和非線性規(guī)劃。線性規(guī)劃：當目標函數(shù)和約束方程都是設(shè)計變量的線性函數(shù)時，稱為線性規(guī)劃問題，該類問題的解法比較成熟；非線性規(guī)劃：當目標函數(shù)或約束方程為設(shè)計變量的非線性函數(shù)時，稱為非線性規(guī) 劃。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計多為有約束的非線性規(guī)劃問題。這類問題較線性規(guī)劃問題復(fù)雜得多，難度較大。目前采用的方法大致有以下幾種類型：不作轉(zhuǎn)換但需求導(dǎo)數(shù)的分析方法，如梯度投影法、可行方向法等；不作轉(zhuǎn)換也不需求導(dǎo)數(shù)的直接搜索方法，如復(fù)形法：采用線性規(guī)劃來逐次逼近，如序列線性規(guī)劃法；轉(zhuǎn)換為無約束極值問題求解，如罰函數(shù)法、乘子法等。
第二種方法為很優(yōu)準則法
這是根據(jù)工程經(jīng)驗，力學(xué)概念以及數(shù)學(xué)規(guī)劃的很優(yōu)性條件，預(yù)先建立某種準則，通過相應(yīng)的迭代方法，獲得滿足這一準則的設(shè)計方案，作為問題的很優(yōu)解或近似很優(yōu)解。很簡單的準則法有同步失效準則法和滿應(yīng)力準則法。
同步失效準則法可概括為在荷載作用下，能使所有可能發(fā)生的破壞模式同時實 現(xiàn)的結(jié)構(gòu)是很優(yōu)的結(jié)構(gòu)。同步失效準則設(shè)計有許多明顯的缺點：由于要用解析表達式進行代數(shù)運算，故只能用來處理非常簡單的元件優(yōu)化；當約束數(shù)大于設(shè)計變量數(shù)時，必須設(shè)法確定那些破壞模式應(yīng)當同時發(fā)生才給出很優(yōu)設(shè)計，這是一件十分困難的工作；當約束數(shù)和設(shè)計變量數(shù)相等時，并不能保證求得的解是很優(yōu)解。
滿應(yīng)力準則法，該法認為充分發(fā)揮材料強度的潛力，可以算是結(jié)構(gòu)優(yōu)化的一個標 志，以桿件滿應(yīng)力作為優(yōu)化設(shè)計的準則。這一方法在桿件系統(tǒng)如桁架的優(yōu)化設(shè)計中用得較多。在此基礎(chǔ)上又發(fā)展了與射線步結(jié)合的齒行法以及框架等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的滿應(yīng)力設(shè)計。
第三種是仿生學(xué)方法
該法是從自然界的結(jié)構(gòu)、組織、發(fā)展、進化（尤其是生物進化）觀點進行研究，尋找規(guī)律，用邏輯和數(shù)學(xué)的方法進行模擬，以搜尋很優(yōu)解的方法。目前，模擬自然界進化的算法有模仿自然界過程算法與模仿自然界結(jié)構(gòu)算法，主要包括：進化算法（ EA），模擬退火法 （ SA），人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法（ANN）。進化算法主要包括：遺傳算法（GA）、遺傳規(guī)劃 （ GP）、進化策略（ES）、進化規(guī)劃（EP），其中以遺傳算法很具代表性。
以上三種便是輕鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計時可以用到的優(yōu)化方法，好的設(shè)計方案才能建筑出完美建筑。三維鋼結(jié)構(gòu)公司作為滕州首家“新三板”掛牌企業(yè)，擁有甲級設(shè)計資質(zhì)，數(shù)十名鋼結(jié)構(gòu)工程師；壹級施工資質(zhì)，為客戶提供加工生產(chǎn)、現(xiàn)場安裝等一系列的鋼結(jié)構(gòu)服務(wù)。業(yè)務(wù)熱線：0632-5666177
