目前的工程活动日益激烈,飞速发展的现代社会对缩短结构分析中的设计周期有更高的标准。在实际工程问题中,业主方常常要求设计者能够对工程结构进行快速设计。随着大规模结构越来越复杂,利用有限元分析来确定结构最优解影响了优化设计的效率。因此需要利用有限的计算机资源对结构展开有效的快速计算和求解。多年来,国内外专家、学者研究了很多算法的基本理论,提出很多有足够精度和计算效率的算法。但是仍然面临着诸多问题,需要深入探索和解决。本文结合ANSYS软件,提取需要的线弹性算子,利用求逆缩减基法解得与设计参数无关的线弹性算子,对缩减基法中参数分离的过程进行改进。并基于改进后的缩减基法,实现了对框架结构和地下侧墙结构的快速计算,结合遗传算法对其参数进行了优化设计。本文采用理论分析与数值模拟相结合的方法。首先对单元刚度矩阵的参数分离进行了理论研究。在此基础上,建立了同种单元组成的简单模型,利用ANSYS提取出相关的矩阵信息,用求逆缩减基法解得与设计参数无关的线弹性算子。其次,将改进后的缩减基法应用于平面框架结构,地下侧墙结构中,缩减基法改进后,在离线阶段使用均匀分布选取样本参数,再通过这些参数对应的有限元位移构建静力学样本空间,在在线阶段计算与设计参数无关的线弹性矩阵,选取新的设计参数,即可进行实时计算。再次,以有限元解为真实解,求得基于改进后缩减基法的相对误差,有较高的计算精度。选用不同数量的位移解组成缩减基空间,利用渐近法检验改进后的缩减基法精度,计算其结果输出,求解结构的计算误差效率,分析其相对误差和误差效率的变化规律。随后,对比有限元软件与改进的缩减基法计算过程消耗的时长,采用改进的缩减基法可以在在现阶段进行实时计算,缩短计算过程时间。通过合理的选择解空间参数样本的数量,以保证计算精度和运算效率。最后,将改进后的缩减基法中的在线阶段与遗传算法相结合,对框架结构和地下侧墙结构中的参数进行优化设计。迭代过程中无需根据参数的变化而重新进行有限元分析,调用改进后的缩减基法进行结构的快速计算,提高了结构设计中优化速度,减少了繁琐的时间。改进后的缩减基法拥有较高的精度,且对结构求解和优化分析时速度快,提高计算效率。