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探讨了以预应力和截面尺寸为设计变量的索承网壳结构截面面积与索力同时优化的设计问题。建立了该结构优化设计的数学模型，采用分层优化算法进行求解。第一层以预应力为设计变量，采用基于连续变量的复形法求解；第二层以截面面积为设计变量，采用改进的离散变量两级优化方法求解。算例表明，方法具有较好的计算效率和收敛性，可供索拱结构、张弦梁结构等空间杂交索结构体系的优化设计借鉴。