本课题在结构优化理论和各种优化算法对比分析的基础上，深入研究了遗传算法的基本理论、数学基础、程序实现和算法改进，结合当前钢结构及大跨空间结构的新发展，利用遗传算法对空间网格结构的优化设计方面作了有益的探索，完成了桁架布局优化、网架与网壳结构综合优化，并应用到实际工程，取得了较好的效果。 论文的主要内容有：1)研究遗传算法优化机理，推导了模式理论、随机收敛性理论，并对编码技术、遗传算子、群体、约束处理等对算法影响进行分析，在MATLAB环境中进行了遗传算法的结构设计、分析、改进、程序实现与测试。 2)完成桁架、平板网架在MATLAB环境中的有限元分析及程序测试；对的稳定问题深入分析，提出在优化过程中解决整体稳定性的办法；利用ANSYS对网壳结构静动力分析、稳定分析。 3)利用遗传算法进行桁架结构布局优化，分别选择杆件截面面积、节点坐标、杆件存在状态为设计变量，同时进行截面尺寸、形状、拓扑三个方面的优化。利用结构可能的拓扑形式编号为设计变量进行拓扑优化等，提出利用一个变量控制参数解决了多类型参数联合编码和离散变量的问题。 4)对网架结构，进行了程序前处理中节点、杆件自动定位编号深入研究，利用指示矩阵对结构造型与表示进行了分析，提出网格类型优化方法。 5)提出了考虑支承结构的网壳结构优化数学模型，利用APDL语言采用满应力准则实现杆件截面离散变量优化，利用MATLAB环境下遗传程序调用ANSYS有限元分析及杆件截面优化结果实现结构几何参数优化，实现了二级优化设计，并应用到某体育馆屋盖双层柱面网壳具体工程实例的优化设计，取得了较好的优化效果。 最后，结合本文所做的工作与体会，提出一些需要继续深入研究、完善的方向。