随着城市建设的不断加快，新建住宅小区的数量在不断增加，城市建设土地在不断缩减；同时随着居民生活水平的不断提高，居民人均小汽车拥有量也在不断增加。居民人均小汽车拥有量的不断增加对小区停车位的数量提出了要求，小区地上部分的停车位很难满足这一要求。为了尽可能的减少停车位不足的问题，开发商大多会开发地下空间做地下车库来使用。地下车库的建造既可以解决紧张的停车位问题，同时顶板上的建筑面积也可以相应的设置绿化以此来提高小区人均公共绿化面积。但是建造地下车库所需要耗费的材料增多，材料造价造价自然就很高。开发商为了降低材料造价，要求设计方在设计的过程中，考虑影响地下车库的各种因素，并合理采取优化手段减少地下车库的材料造价。本文运用结构优化设计的理论，针对常见的多层地下车库，选择材料造价作为结构优化设计的目标函数，选择顶板及中间楼板方案、框架柱延性、柱网尺寸以及消防车道荷载作为影响变量，在相关规范的约束条件下对多层地下车库进行结构优化设计。首先介绍顶板及中间楼板方案的优化设计。对于多层地下车库的顶板提出三种方案：无次梁的主梁布置方案、十字次梁布置方案以及井字次梁布置方案；对于多层地下车库的中间楼板也提出了三种方案:无次梁的主梁布置方案、一道次梁布置方案以及十字次梁布置方案，在其他条件不变的情况下讨论三种方案材料造价的高低水平。其次对框架柱延性进行优化分析，并探讨框架柱延性与材料造价的影响，分析框架截面尺寸以及混凝土强度等级对框架柱延性的影响。然后对多层地下车库的柱网尺寸进行优化分析。分析车位排放方式以及材料造价对柱网尺寸的影响。最后探讨顶板上消防车道荷载折减系数的如何取值。通过一系列分析得出如下结论：对于多层地下车库工程，顶板方案采用十字次梁方案最为经济；中间楼板方案采用一道次梁方案最为经济；明确作用在多层地下车库楼板上恒活荷载的大小，适当布置次梁是有效降低材料造价的合理途径；一般情况下，在保证框架柱剪跨比≤2不至于形成短柱的前提下加大框架柱的截面尺寸，可以降低框架柱的轴压比。加大框架柱的截面尺寸和提高框架柱混凝土的强度等级可降低框架柱的轴压比，虽然提高混凝土的强度等级会导致混凝土单价的提高，但是高强度混凝土的用量会减少，整体的造价明显降低，同时高强度混凝土的使用可以减小了框架柱的截面尺寸，提高地下车库的使用面积。小柱网（5300mm×5400mm）可以作为一种较为经济的柱网方案取代大柱网（8100mm×8100mm）。消防车道活荷载的折减系数随着板跨的减小而增大，同时随着覆土厚度的增加而增大。消防车道活荷载考虑折减则活荷载的取值会小于规范所给出的取值，而活荷载取值的减小明显带来材料造价的降低，多层地下车库工程应该按照折减系数考虑顶板消防车道的活荷载。