在多、高层钢结构中，钢框架体系(包括纯钢框架结构和钢框架支撑结构)是一种常见的结构体系。以其强度高、自重轻、精确度高、可靠性好、容易密封、施工周期短等特点，加之具有很高的再循环实用价值，一直备受建筑行业的青睐，有着很好的发展前景和广阔的市场。而优化设计作为多、高层钢框架体系的一种降低工程造价的手段，对促进钢结构住宅的普及推广有着重要的作用。 考虑到用PKPM的PK模块进行钢框架设计时，梁柱截面的分组不是很合理。这是因为PK模块缺省的分组是按照建模时所定义的标准截面划分的，认为具有同样标准截面的杆件被分为一组。所以PK模块在优化时，没有全面的考虑到截面的受力状态，受到了人为设计经验的干涉。因此，我们需要一个不受人为因素控制的、全面考虑钢结构实际受力性能的分组方法。另外，影响钢框架结构总体造价的因素具有不确定性，而且参数种类及数量都很多，结合模糊聚类方法在分类时能够综合考虑影响截面分类的各种不确定性因素，本文试将模糊聚类方法与钢框架结构优化设计相结合来控制截面分组。 本文主要完成以下工作：首先通过查阅大量文献确定控制结构构件安全的“约束函数”(如正应力强度验算、平面内稳定验算、平面外稳定验算、长细比验算等)。同时还要确定代表每个梁柱截面力学性能的参数，即确定优化设计的三大要素之一“设计变量”(如钢柱验算的验算控制内力、剪力、轴力、长细比等)，然后根据这些参数确定每个梁柱之间的亲疏远近程度，并依据模糊聚类原则将其“分类”，在“分类”过程中通过最佳置信水平λ的确定使得同类梁或者柱截面之间的差异最小，非同类梁或者柱截面之间的差异最大。最后，以一个“类”为一个优化单元，并遵循满应力设计原则，由该“类”中最不利的杆件决定该“类”杆件的截面尺寸。这就是本文所研究的。“基于模糊聚类的钢框架结构优化设计”。 整个结构优化设计过程涉及到的力学参数很多，为提高计算效率，使用C++在Microsoft Visual Studio2005环境中实现了整个优化过程，与PKPM中的STS模块形成数据接口，将SETWE中的有关数据读入，并计算了一些工程实例，通过程序分析得出最优结果。结果表明，该方法对适用于多层钢框架结构。最后，对下一步研究工作进行了展望，期待能将此类优化方法应用到其他结构中或者与设计软件相结合，以达到推动钢结构事业发展的目的。