冷弯型钢（Cold Formed Steel,简称CFS）具有再生率高、施工方便等优点。与热轧钢相比,冷弯型钢在工程实践中更加经济高效,故在世界各地的中、低层建筑中得到了广泛应用。随着冷弯型钢框架体系从低层到多层的不断发展,这类结构对冷弯钢构件的承载力要求越来越高,与此同时,对构件延性的需求也在不断增加。冷弯型钢生产工艺简单,具有很大的开发及优化潜力,因此已有很多学者利用优化算法研究并设计出更具适用性和经济性的截面。但目前许多研究工作都是对单个构件进行优化,鲜有开展对多个或者组合构件的优化研究,因此,基于“少构件、多组合”的原则,对构件进行归类整理,形成较少规格的基本构件库仍待解决。针对上述情况,在保证材料用量一定的情况下,本文提出了一种两级优化框架:第一级优化侧重于对受弯构件的承载力、延性性能的提升,第二级优化侧重于构件个数的简化。在第一级优化中,首先基于ABAQUS有限元分析软件建立已经通过试验验证的有限元分析模型,计算了不同尺寸冷弯型钢截面的抗弯承载力及延性,分析了截面几何尺寸对构件抗弯承载力及延性的影响并采用误差反向传播（Back Propagation,简称BP）的神经网络和遗传算法（Genetic Algorithm,简称GA）对截面尺寸进行优化,最后采用逼近理想解排序法（Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution,简称TOPSIS）分别确定了各截面的最佳尺寸并提出截面尺寸的优化设计公式。第二级优化则侧重于构件个数简化,确定与商用截面具有相同或改进性能的最小构件个数及截面尺寸。最终在保持材料用量不变的情况下,设计出同时满足工程中抗弯承载力和延性要求的标准化构件库。主要研究内容有:（1）根据冷弯型钢截面发展历程,分别研究了背靠背的双肢卷边槽钢截面、腹板翼缘加劲截面、腹板加劲折叠翼缘截面梁在单调加载和循环加载下的承载力和转动能力、初始刚度和刚度退化、变形和破坏模式、延性和耗能能力,并分析了冷弯型钢构件的耗能机制。（2）通过改变腹板翼缘加劲截面及腹板加劲折叠翼缘截面的尺寸以提升截面的承载力和延性。讨论不同承载力、延性权重下的截面尺寸优化结果并确定理想截面形式的最佳截面尺寸,分析钢材强度等级、增加加劲肋对构件性能的影响。（3）当材料用量一定时,分析构件承载力、延性随截面参数变化的具体趋势,从而明确截面尺寸应如何设计可获得较大承载力或延性。（4）当不限制材料用量时,分析构件承载力、延性随截面参数变化的具体趋势,提出了承载力、延性要求,并给出了在满足所提出的承载力、延性条件下,卷边槽钢截面、腹板翼缘加劲截面、腹板加劲折叠翼缘截面尺寸的优化设计公式。（5）探讨了在弯曲作用下,商业常用卷边槽钢的承载力、延性的范围,基于神经网络、遗传算法对截面的承载力和延性性能进行优化。提出适应度函数来执行二级优化,确定能够满足目前商用槽钢承载力-延性要求的最小优化后构件个数,分析标准构件库中截面替代商用截面的效率。结果表明:使用本文构造的神经网络-遗传算法模型预测冷弯型钢受弯构件的承载力和延性的误差小于2%,具有较高精度;优化后的腹板加劲折叠翼缘截面的承载力和延性分别比商业常用卷边槽钢高23.01%、216.67%,显著提升了构件承载力及延性性能;一个只含15个截面的新构件库即可代替48个商用槽钢的整体承载力和延性性能。