در دهه های اخیر پیشرفت های زیادی در بهینه سازی سازه ای صورت گرفته و ضمن رسیدن به نتایج مطلوب ابعاد مسائل بهینه سازی گسترش یافته است طوری که مسائل جدید و معیارهای طراحی متنوعی برای بیان مسائل بهینه سازی به وجود آمده است. روش معمول در بهینه سازی سازه ای این است که ابتدا توپولو‍‍ژی بهینه به دست می آید. پس از آن با ثابت نگه داشتن توپولوژی، بهینه سازی شکل سازه انجام می شود؛ طوری که درحین بهینه سازی شکل، توپولوژی ثابت می ماند. در این پایان نامه روشی معرفی می شود که بهینه سازی شکل و توپولوژی را برای سازه به صورت همزمان انجام می دهد. هدف به دست آوردن نحوه قرار گیری بهینه سخت کننده های سطحی روی سازه پوسته ای است. با استفاده از روش معرفی شده در این پایان نامه همزمان با بهینه سازی شکل صفحه میانی پوسته، توپولوژی سخت کننده های سطحی نیز بهینه می شود. روش حل مسئله برمبنای گسسته سازی اجزا محدود است. مصالح هر المان توسط مواد مصنوعی با حفره های ریز مقیاس مستطیلی مدل می شوند. پارامترهای هندسی حفره های ریز مقیاس به عنوان متغیر طراحی در گام بهینه سازی توپولوژیک در فرایند بهینه سازی مورد استفاده قرار می گیرند. هندسه پوسته با استفاده از سطوح نربز تولید شده و نقاط کنترلی تولیدکننده سطح به عنوان متغیرطراحی در قسمت بهینه سازی شکل استفاده می شوند. مسئله بهینه سازی در هر بخش با استفاده از روش مجانب های متحرک و تحلیل حساسیت حل می شود. روش مورد نظر برای مثال های عددی به کار گرفته شده و نتایج بیان شده اند.