装配式结构具有诸多优势,在如今城市建设中占有重要地位,但在发挥其优势的同时保证其抗震性能显得尤为重要,而影响其抗震性能的关键在于其节点连接的性能。目前针对装配式结构提升其抗震性能的研究主要集中在节点连接以及耗能器的开发方面,而开发的节点连接依据其力学性能如何在结构内进行布置以及耗能器的合理参数取值实际上也是值得研究者关注的问题,选用与结构局部性能需求相匹配的节点连接或耗能装置则能有效的保障装配式结构的刚度、强度和延性。为此,本文结合优化手段搜寻装配式结构合理的设计形式具有积极的意义,一方面装配式结构有着包括连接力学性能在内的诸多可设计变量,利用算法强大的搜索能力来代替人工设计具有迅速、可靠等优势;另一方面利用多目标联合优化的思想,可以获得在特定目标及约束下的系列解以供选择,如此以避免繁杂的重复设计过程。为了获得考虑地震作用的合理的装配式结构设计形式,本文主要研究内容如下:(1)提出一种地震作用下预制混凝土框架针对连接分布的优化方法。优化过程旨在找到已有工程不同类型连接的合理布置,以在保证结构抗震能力的前提下节约连接成本。在这个过程中基于单目标遗传算法作为优化迭代算法,利用Sap2000 OAPI通过程序建立、更改模型及进行结构有限元分析,考虑结构在小震下的刚度通过振型分解法计算地震响应,考虑与结构刚度有关的参数包括层间刚度比和层间位移等作为约束,多阶段连接制造成本作为目标。结果表明,与传统的连接布置形式相比,优化后的结构在很大程度上降低了连接成本,在频遇地震下呈现出更合理的变形形式。(2)利用装配式结构连接的强可设计性,考虑连接参数和构件截面作为变量提出一种针对混合连接装配式混凝土框架结构的多目标联合优化方法,在获得结构造价最小的同时最大化结构强度储备。定义结构强度储备参数以表征整体结构在小震作用下的弹性强度需求相对于结构屈服强度的冗余度。约束分为结构整体及构件连接层面以控制整体及局部的性能。在这一过程中,基于NSGA-Ⅱ进行该多目标优化问题的求解,Pushover分析方法被用于结构的非线性分析及强度储备参数的计算,通过一个平面框架设计案例来说明该方法的有效性。结果显示混合连接装配式结构体系,可以通过强度储备参数有效的控制连接和构件在地震作用下的变形及结构的屈服程度,并给出在不同强度储备下的最小造价结构形式供设计师选择。(3)针对抗震设防要求较高的地区,提出一种带有节点耗能装置的混合连接装配式结构优化设计方法。该优化设计分为两阶段,第一阶段以构件尺寸和连接刚度为变量控制结构在小震下的刚度并最小化造价,第二阶段则以阻尼器参数为变量提高阻尼器在整体结构中的耗能作用并最小化阻尼器造价。两阶段分别对应弹性和弹塑性阶段的约束,基于改进的单目标和多目标遗传算法处理该优化问题。通过一平面框架优化设计案例来说明该寻优过程,优化后的结构在保证结构小震下刚度的同时很好的控制了节点在强震下的损伤发展,为强震区推广装配式结构提供一种新的设计思路。