结构优化作为结构设计方向的一个重要分支,是当今的科研热点之一。为了更好地研究结构优化,人们不可避免地要研究优化算法。普遍认为,优化科学的发展较大程度上取决于优化算法研究的进展。虽然目前结构优化已经取得了一定的成绩,但同时也有不少问题,有算法本身方面的问题,也有算法与具体问题结合的问题。可以说,今后对结构优化问题的研究,还将会集中在对优化算法的研究上。传统的优化方法,如数学规划法、准则发等,只适用于规模较小且性态良好的优化模型,且通常要求目标函数连续或者可导。在大规模优化问题中使用这些方法,其适用性和效率有待提高。实际工程优化问题中,目标函数和约束条件不仅是非线性的,而且是隐式函数,并且问题的规模通常会较大。优化方法的选用至关重要,据统计,目前已有300多种,大致上可归纳为三类:数学规划法、最优准则法和仿生学方法。总体来说,仿生学方法的研究是目前优化方法领域的研究热点和重点。蚂蚁算法作为一种新型的放生优化算法,已经在许多工程领域有成功的应用先例,并被证明是高质量的。但对于土木结构的优化问题,几乎没有相应的应用实例。本研究尝试将蚂蚁算法(Ant Algorithm)应用到结构优化设计上来。本文根据近年来由意大利学者Dorigo等人最初提出的蚂蚁系统算法(Ant System)来解决桁架的最优化问题。桁架的最优化目标是在满足桁架设计问题的限制条件,包括桁架杆件所能承受的最大应力和桁架节点的最大位移的前提下,寻找重量最轻的桁架结构。MATLAB是当今优秀的科学编程语言,本文采用MATLAB语言编制相应桁架结构分析及优化程序,讨论了蚂蚁算法中的参数设置情况,找到了对这类优化问题的较为理想的参数设置;讨论了该优化算法程序的可靠性,表明具有较好可靠性。并选取若干经典桁架问题来研究和验证这一新型算法在桁架最优化设计中的应用效果。