钢结构被称为“绿色建筑”，因为钢结构有强度高、抗震性能好、结构构件尺寸小、自重轻和工期短的优点，而且符合保护环境、材料再利用、可持续发展的要求。钢框架结构可以灵活地布置建筑的平面，施工快捷，应用前景极为广阔。然而现在在我国应用不是很广泛，设计方法还有不少不合理的地方，复杂钢结构的施工技术还没被掌握。本文研究了钢结构的合理设计，以期待设计出高质量的钢框架结构。结构的安全由结构的概念设计、结构的承载力计算和结构的构造措施组成。结构的概念设计包括注意场地选择、建筑重量对结构抗震性能的影响的分析研究、结构的延性设计的研究、填充墙对结构抗震性能影响的研究、设置多道抗震防线和施工质量等方面。由于未来某个时期建筑遭受的地震影响无法事先精确确定，仅通过抗震计算不能保证结构的抗震安全，概念设计可以很好保证结构抗震安全，概念设计一方面降低了结构受到的地震作用，另一方面提高了结构的抗震性能。本文将有限元技术与结构优化设计结合起来，对钢框架进行优化设计，探求优化方法。依据钢结构设计理论建立多层钢框架结构优化模型，以钢框架构件截面尺寸为设计变量，以位移和应力为约束条件，借助于ANSYS软件对结构进行了优化设计。优化后的结构构件的截面面积显著变小，结构应力和位移指标有了显著的改善，表明ANSYS的优化方法可以提高设计效率，节约钢材,降低工程造价，具有很大的现实意义。