钢框架结构由于具有重量轻、强度高、施工速度快、延性好等特点,被广泛应用于多高层建筑钢结构体系中。传统结构设计及优化分析过程中,仅能针对构件截面进行细化分析,而连接节点性能多被忽略。但大量已有研究资料表明,不同半刚性节点构造对结构性能及失效模式具有显著影响,如何理清结构失效模式与构件及节点组件参数关系,实现钢框架结构的失效模式控制,则成为更合理地进行钢框架结构设计的重要前提。为了提出基于失效模式控制的半刚性钢框架结构优化分析方法,本文采用理论研究结合有限元分析的方法,进行如下工作:（1）依据现有文献资料及国内外规范建议,提出符合“强柱弱梁、强节点弱构件”设计理念的半刚性钢框架结构失效模式控制准则,依据不同构件及组件承载力关系,建立基于失效模式控制的端板连接、T型件连接节点参数方法计算方法,并通过24个ABAQUS有限元模型及国内外相关实验验证理论结果的准确性。（2）明确不同半刚性节点、梁柱截面尺寸与结构施工成本的内在关系,建立能考虑不同阶段因素影响的成本优化模型,对典型三层钢框架及十层钢框架结构进行考虑失效模式控制、不同成本模型目标函数优化分析,并采用有限元模型验证优化结果失效模式准确性。（3）分析结构计算流程与遗传算法的适配性,针对遗传算法的编码过程、选择过程及交叉过程分别提出高效改进策略,并通过对典型三层钢框架结构进行算法效率对比分析,验证其有效性。（4）结合工程实例,对多层多跨半刚性钢框架结构、中心支撑半刚性钢框架结构进行失效模式控制下的优化分析,对比有无支撑半刚性钢框架优化结果,结合Matlab软件中GUI功能,对本文编写的优化程序进行界面封装,形成适用于实际工程优化分析的应用软件。