型钢高强混凝土（SRHSC）结构作为高技术混凝土材料与新型组合结构体系的有效结合，具有优良的受力性能及抗震性能，可有效发挥型钢和高强混凝土两种材料的特点，避免各自的缺点。目前，SRHSC框架柱已在国内外高层及超高层建筑中得到广泛应用，但关于其的优化设计研究与应用还相对匮乏，往往造成结构受力不甚合理及材料的浪费。基于上述情况，本文对SRHSC框架柱进行了考虑经济性和抗震性能的多目标优化设计研究。通过将延性这一反映构件抗震性能好坏的指标引入到优化目标中，提出了基于延性与造价的SRHSC框架柱多目标优化设计方法。为了构造延性优化目标函数的表达式，首先基于80根混凝土设计强度等级为C60~C80的SRHSC框架柱的低周反复加载试验结果，对其位移延性系数进行了研究。基于MATLAB利用人工神经网络原理建立4-6-1型BP神经网络模型，进而利用所建立的BP神经网络分析了混凝土强度、轴压比、体积配箍率和剪跨比等试验设计参数对SRHSC框架柱位移延性的影响规律与机理。结合各因素对SRHSC框架柱位移延性的影响规律，建立位移延性系数计算模型。将试验数据和网络预测数据中的标准值转换为设计值，通过对转换后的数据进行多元非线性回归分析，得到考虑多影响因素的SRHSC框架柱位移延性系数经验公式，并将其提供给SRHSC框架柱多目标优化数学模型，作为延性优化目标函数。结合SRHSC框架柱设计计算理论的研究成果以及设计规程中的相关要求，通过合理地选取设计变量并设置约束条件，构造以工程造价和位移延性为指标的优化目标函数，建立了SRHSC框架柱多目标优化数学模型。将优化目标设定为工程造价最小化和位移延性最大化，采用线性加权法构造评价函数。设计变量取为柱截面尺寸、型钢截面尺寸、型钢翼缘截面中心至相近截面边缘的距离、纵向受力钢筋的数量和直径、以及箍筋的直径和间距。约束条件设置为SRHSC框架柱的承载力要求以及现行设计规程中所规定的设计基本要求与构造措施。基于复形法的优化原理，利用MATLAB编程求解该有约束条件的非线性优化问题。优化设计实例表明，本文建立的SRHSC框架柱多目标优化数学模型是合理的，采用的优化计算方法和求解过程是可行的、有效的，可为组合结构构件的优化设计及工程应用提供参考。