传统的设计更多的考虑了结构的可靠性,而忽略了结构的经济性,所以,设计出的结构是保守的,偏于安全的,但这样导致了自然资源、水资源、矿产资源的巨大浪费。结构优化设计是综合了各方面的因素通过数学模型把设计所追求的目标与应满足的条件有机地联系起来,通过“假设—分析—搜索—最优设计”得到一个理想的设计方案,节省了材料,降低了成本、提高了经济效益。本文以高层框架结构为研究对象,依据现行建筑结构相关规范,结合结构抗震与结构优化的理论。使用PKPM软件,对结构进行相关性能分析。应用有限元分析软件ANSYS建立有限元模型,对结构进行模态分析与地震反应谱分析。使用ANSYS中的优化模块,以梁、柱的截面尺寸为设计变量,结构的位移、轴压比和剪跨比为状态变量(约束条件),结构重量最轻为目标函数,采用零阶优化方法,在不同的荷载作用下对结构进行优化分析与研究。得出的主要结论如下:结构相关性能分析可得:本文结构的周期比、刚重比、剪重比、最大楼层位移和最大层间位移角均满足规范要求,且在满足规范要求的情况下还具有相对较大的安全储备,有较大的优化空间。模态分析与反应谱分析可得:高阶振型对结构位移贡献较小,在建筑抗震设计中可仅考虑较低的几个振型,且振型没有大的突变,说明结构水平和竖向抗侧刚度分布较为合理;结构梁端柱底的等效应力较大,等效应力的最大值小于材料的屈服强度。结构优化分析可得:结构优化后,总重量降低了 17.65%;刚重比、剪重比、周期比、轴压比、位移比均满足规范要求,且较优化前更加合理,说明结构优化后材料的利用率提高了,更加经济适用,同时为以后的框架结构设计提供了参考依据。