框架结构具有传力路径明显、空间分隔灵活等优点，是建筑、制造等行业采用的主要承载结构。与刚度和强度相比，结构稳定性的失效具有突发性，导致结构承载能力迅速下降，结构整体发生倒塌，危害性更大。在优化设计领域，大多数研究者将刚度和强度作为优化设计的首要约束条件，而将稳定性作为校核的条件。为了能得到更符合实际的设计，更大限度的挖掘结构潜力，非常有必要将稳定性作为约束条件进行优化。目前，部分研究者对考虑屈曲约束的连续体结构拓扑优化进行了研究，而对框架结构的研究较少。对考虑屈曲约束的框架结构进行拓扑优化研究具有重要的理论意义和实用价值。基于ICM (Independent Continuous and Mapping）方法，对考虑屈曲约束的框架结构拓扑优化进行了理论和方法的研究，并利用MSC.Patran&Nastran软件作为平台，开发了相应的软件。主要研究内容如下：(1)对屈曲约束的性态进行理论推导和数值研究：在理论推导方面，基于平面框架结构的单元几何刚度矩阵，推导了空间框架结构的单元几何刚度矩阵，提出了快速、有效的计算单元几何应变能的方法，推导了屈曲特征值的显式表达式；在数值研究方面，采用中心差分法设计算例，通过大量数值算例分析屈曲特征值与单元拓扑变量的关系，得到在大多数情况下屈曲特征值与单元拓扑变量近似成正比的结论，在此基础上提出了静定化假设，简化了屈曲特征值的显式表达式。(2)基于ICM方法，引入了单元重量、单元刚度矩阵和单元几何刚度矩阵的过滤函数，建立了以结构重量最小为目标，结构屈曲特征值为约束的拓扑优化模型。基于(1)中提出的两种屈曲特征值的显式表达式，建立了两种显式的拓扑优化模型，并对过滤函数的形式进行研究，采用MATLAB编译的求解器进行迭代求解获取最优解。(3)对拓扑优化中的最佳阈值问题和网格依赖性问题进行了研究：采用自适应搜索阈值的算法确定最佳阈值，解决了阈值影响拓扑结构的问题；基于图形过滤法，对过滤半径的选取进行研究，解决了框架结构拓扑优化过程存在的棋盘格现象及网格依赖性问题。根据上述优化模型和算法，以MSC.Patran软件为软件开发平台，以MSC.Nastran软件为结构分析求解器，采用MSC.PCL语言进行二次开发，编写了考虑屈曲约束的框架结构拓扑优化程序。数值算例结果表明模型具有合理性、算法具有可靠性、程序具有高效性。