轻钢结构作为钢结构技术的一种，是近年来在我国发展起来的新型结构。多层房屋钢结构体系在我国住宅领域的应用还只是处于起步阶段，研究力度不够，现行国家规范涉及轻钢结构设计的还不多，缺乏有针对性的适合中国国情的钢结构住宅规范，另外人们普遍认为钢结构房屋造价高，这就使得其推广受到限制。针对这种情况，本文提出一种对轻钢框架结构进行优化设计的方法——改进模拟退火算法，来配合国家对轻钢结构住宅方面的研究工作，以达到降低造价、促进其推广的目的。 本文的主要研究内容及得到的相关结论如下： 1、针对模拟退火算法重复搜索、搜索效率不太高的缺点本文采用设置浮动因子的办法调控温度的递减幅度，并配合采用满足温度要求与满足精度要求的双重停机准则控制算法的运行，在保证算法的求解精度的前提下提高了算法的搜索效率；给算法增加记忆功能，在一定程度上提高了算法的稳定性和解的质量，使得改进后的模拟退火算法能够更好的用于实际问题的特别是大规模问题的求解。 2、传统的结构设计过多的依赖于设计者的经验很难实现优化的目的；而一般的搜索方法在解决大规模问题时又容易陷入局部极小解，搜索效率不高；本文把改进后的模拟退火算法应用到轻钢框架的优化设计中，结果证明改进后的模拟退火算法不仅保持了原算法全局性好、鲁棒性强的特点，而且搜索效率高，其在轻钢框架的优化设计中是可行的、有效的。 3、采用两级优化算法对轻钢框架进行优化设计，减少了设计变量与未知量的个数，使得问题得到简化。两级优化算法即先主体优化求得梁柱截面惯性矩的最优分布；再进行分部优化，得到各构件截面尺寸的最优值。经工程实例验证，两级优化算法能够大大减少每级优化的设计变量数目，缩短程序计算时间，简化优化问题。 4、本文将自行编制的多层轻钢框架截面优化设计程序(OP程序)与Algor大型结构有限元分析程序相连接，使优化设计与结构分析融为一体，不仅增强了程序的可靠性，拓宽了Algor的使用范围，而且实现了用Algor验证优化设计结果的目的。