结构设计不仅要满足结构安全、功能适用等要求,还应做到结构体系受力合理、材料用量尽可能少。现行的“试算-验证-修改”的设计方法,得到的设计方案并非最优方案,且设计过程机械繁琐,需要消耗大量的人力资源和设计时间。因此,从增加建模效率和结构优化方面还有诸多有价值的问题值得研究。本文针对框架结构和框架-支撑结构优化设计的一系列问题,包括梁柱截面尺寸、支撑截面面积和支撑空间位置等离散变量问题,以规范为依据建立优化数学模型,以python语言为基础编写参数化建模程序,并通过优化软件建立优化流程,实现上述问题的求解。其主要工作如下:(1)以规范中的具体条款为依据,建立关于构件截面尺寸和支撑位置的多变量、多目标、多约束的优化数学模型,并通过建立位置矩阵实现了支撑在空间位置上的随机布置。(2)采用Python语言对ABAQUS进行二次开发,编写框架结构和框架-支撑结构的参数化建模程序,采用modeFRONTIER优化软件建立离散变量的结构优化流程,并通过三种测试函数验证本文建立优化算法的有效性。(3)以简单平面框架结构及框架-支撑结构为例,分别对截面尺寸以及支撑位置两种离散变量进行优化,通过手动优化的结果进行检验,表明本文算法优化效率更强,搜索范围更广,结果精度更高。(4)通过算例的优化结果得到:梁截面高度比柱截面尺寸对侧向刚度的影响更加敏感;支撑截面面积宜自下而上均匀减小;支撑位置由层间位移控制,宜按结构的层间位移大小关系进行布置。