在实际的建筑结构设计中，大多设计变量都是只能取限定离散域中的离散值，而遗传算法是处理离散优化问题的较为理想的算法。真实的建筑结构都是比较复杂的，结构分析如果不借助有限元分析软件，而单独编制有限元结构分析程序，这是非常困难的，甚至是不可能的。遗传算法要想在实际结构优化设计中得到广泛的应用，必须和有限单元法相结合。而Ansys是目前已经得到全世界公认的大型通用有限元分析软件。借助APDL语言这条纽带，可以将各种优化算法和有限元分析软件Ansys成功的结合起来共同应用于实际建筑结构的优化设计，必将有着广阔的应用前景和发展潜力。 本课题以MATLAB软件为平台，对SGA(基本遗传算法)的各种算子进行改进，产生一种适合解决离散变量优化问题的改进遗传算法。通过MATLAB程序和Ansys软件的APDL语言将这种改进遗传算法应用到三维钢框架结构的优化设计中，并结合我国相关规范要求，将规范的要求嵌入到APDL文件中。本文主要考虑框架结构承受非地震作用组合、X向地震作用组合、Y向地震作用组合，使优化得到的结构满足规范中对于钢框架结构梁柱的强度、整体稳定、局部稳定要求，使优化结果接近于钢框架结构的实际设计。通过本文的研究，为将遗传算法推广应用到实际工程中开拓思路。