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提出一种新的群智能算法，即多目标快速群搜索优化（MQGSO）算法，以双层球面网壳为研究对象，进行结构节点最大位移最小化和结构质量最轻化的多目标优化设计，网壳优化后的Pareto前沿分布均匀且范围较广，分别对多目标优化和单目标优化后的结构进行多维地震作用时程响应分析。结果表明：多目标优化得到的结构优于单目标的优化结果，所提出的多目标快速群搜索算法能很好地实现复杂空间结构的多目标优化设计。