本文以某电厂大型燃煤发电机组的综合主厂房优化设计研究为背景，在前期可行性研究的基础上，采用有限元软件MIDAS/Gen，以结构构件截面尺寸为主要设计变量，以强度、长细比、稳定性等为约束条件，将用钢量作为目标函数，对综合主厂房这种复杂体型的高层钢结构主厂房进行了结构优化设计。　　在本文中主要做了以下工作：　　1.讨论了构件的模拟与材料本构模型的选择，并将有限元理论引入到综合主厂房的力学分析与求解。　　2.基于综合主厂房整体模型，对锅炉钢架和联合框架厂房主要受力构件进行全面的优化分析，使得构件承载能力得到较大程度的发挥。同时分析各个区域的构件优化后对综合主厂房结构性能的影响。　　3.对优化前后的综合主厂房结构位移和构件应力进行对比分析。位移针对风载、地震作用，应力考虑各个不同的荷载工况组合。　　4.对优化后的综合主厂房进行罕遇地震作用下的变形验算，分析综合主厂房在不同地震波作用下的抵抗变形的能力。　　研究结果表明，该优化方案具备可行性，不仅能够满足结构顶点位移及层间位移限值要求，还能够满足汽轮机机座及高位管道连接位移限值要求，而且结构受力更加趋于均匀合理。结构在罕遇地震作用下变形符合规范要求。优化方案收到了很好的效果。