随着全球环境污染问题日渐严峻,减少温室气体排放等环境问题是本世纪面临的最大挑战,可持续发展逐渐受到广泛关注。建筑业在极大改善了人们的生活质量并促进了国民经济的发展的同时,也对生态环境产生了巨大的负担。随着人们的可持续意识的提高,降低土木工程的环境影响已成为结构工程师亟需解决的问题之一,在设计阶段通过合理优化设计方法可有效降低工程结构的环境影响。传统的工程结构优化多以成本或结构重量为目标函数,几乎不涉及环境影响。本文以成本和环境影响为目标函数,建立了工程结构的多目标可持续优化设计数学模型。采用生命周期评价方法能够科学地量化各类材料及工程结构的环境影响,为工程可持续优化提供了可能,但众多的环境影响类别增加了可持续决策制定的难度。为了增加结构可持续优化结果的简明性,本文采用Ga Bi软件对各类环境影响评价指标进行归一化处理,得到其环境影响得分,并以其作为环境影响评价指标,为可持续优化提供技术支撑。现代智能化优化工具,可以有效执行大量计算,适用于各种复杂的结构。本文基于带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)和随机优化方法相结合的方法,设计了适用于钢筋混凝土简支梁多目标可持续性优化模型的进化算法。优化过程是基于安全可靠的前提下进行的,得到一组帕累托(Pareto)最优解集,工程师可以选择一种折中的解决方案来使得RC梁的经济性和环境影响同时达到最优状态。优化结果表明,在合理范围内提高成本,能有效降低构件的环境影响。本文不仅分析了截面高度、宽度、混凝土强度对成本最优方案和环境影响最优方案的影响,还研究混凝土和钢筋的单位环境影响和单位成本波动对优化效果的影响。通过优化可以更有效地使用混凝土和钢材的用量,显著降低钢筋混凝土结构的环境影响。所提出的方法可以有效地帮助工程设计师权衡可持续发展目标和经济目标,这些结果也证明了将NSGA-Ⅱ算法运用到钢筋混凝土结构可持续多目标优化设计中的可行性和巨大潜力。最后,本文将大数据处理分析方法-最大信息相关系数(the maximal information coefficient,MIC)运用到识别钢筋混凝土可持续性的影响因素中来。通过分析基于大数据的RC梁的环境影响指标、成本指标、受弯承载力指标和混凝土梁设计参数指标之间的相关性,挖掘出其潜在的联系,以此来进一步了解RC梁可持续多目标设计的影响因素。上述研究结果可为工程师在快速权衡工程结构的经济性、安全性和环境友好性时提供重要的思路。