امروزه طراحی بهینه سازه ها با استفاده از روش های فرا ابتکاری که بر گرفته از رویدادهای موجود در طبیعت هستند در اکثر دانشگاه ها و مراکز تحقیقاتی و مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق سعی شده است که پس از معرفی مسئله طراحی بهینه در سازه ها و نقش روش های فرا ابتکاری در این زمینه، به تاریخچه مختصری از دستیافت های محققان مختلف در این حیطه اشاره شود. سپس الگوریتم جستجوی هارمونی (hs) به دقت مورد مطالعه قرار گرفته و کاربرد آن در طراحی بهینه سازه های قاب بررسی شده است. در مرحله بعد با کنکاش در نقاط ضعف و قوت این الگوریتم، در تلاشی برای رفع نقاط ضعف این الگوریتم و استفاده بیشتر از نقاط قوت آن، دو الگوریتم جدید پیشنهاد شده است که در مقایسه با الگوریتم جستجوی هارمونی عملکرد بسیار بهتری دارند. در الگوریتم جستجوی هارمونی بروز رسانی مجموعه بردار های جواب تنها با استناد بر مقدار تابع هدف انجام می شود که در اولین الگوریتم پیشنهادی، الگوریتم جستجوی هارمونی اصلاح شده (ehs)، این مسئله اصلاح شده و عملیات بروز رسانی علاوه بر مقدار تابع هدف، به فاصله در فضای جستجو هم وابسته است. این نوع بروز رسانی باعث شده است که ehs در مقایسه با hs قدرت بیشتری در فرار از اکسترمم های نسبی داشته باشد. الگوریتم جستجوی هارمونی شبکه ای (phs)، به عنوان دومین الگوریتم پیشنهادی فضای جستجو را تقسیم بندی می کند و در هر خانه یک تیم hs به جستجو می پردازد. الگوریتم phs به خاطر ماهیت شبکه ای خود با اطمینان بیشتری نسبت به hs تمام فضای جستجو را بررسی کرده و هیچ ناحیه ای از دید الگوریتم پنهان نمی ماند. فصول ابتدایی این تحقیق به معرفی الگوریتم جستجوی هارمونی می پردازد و سپس در سه فصل انتهایی روش های پیشنهادی معرفی شده و برتری آنها از طریق حل چند مثال نشان داده شده است.