اکثر الگوریتم های بهینه یابی که بر مبنای روش های برنامه نویسی عددی خطی و غیر خطی می باشند نیازمند اطلاعات مشتق تابع هدف هستند و از این اطلاعات استفاده می کنند تا محدوده جواب ها نزدیک به یک نقطه شروع اولیه را مورد جستجو قرار دهند. بدین دلیل در بکارگیری این الگوریتم ها در مسائل بهینه یابی دنیای طبیعی اطراف ما محدودیت وجود دارد. اگر بیش از یک مینیمم محلی در مسئله بهینه یابی وجود داشته باشد نتیجه نهایی به مقدار نقطه شروع اولیه وابسته خواهد بود و حل بهینه حاصل الزاما بهینه مطلق نخواهد بود. به همین دلیل در چند دهه اخیر استفاده از الگوریتم های فرا ابتکاری جهت بهینه سازی توجه بسیاری از محققین را به خود جلب نموده است. این روش ها که بر پایه الهام از فرآیندهای طبیعی بنا نهاده شده اند، به علت عدم نیاز به انجام محاسبات سنگین ریاضی و نیز قابلیت نیل به نقطه بهینه سراسری و یا نزدیک به آن، در حل بسیاری از مسائل مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. به دلیل اهمیت بالای مسائل بهینه یابی در علوم مهندسی و استفاده از الگوریتم های فرا ابتکاری در حل این مسائل، در این پایان نامه با بهره گیری از روش های نوین الگوریتم ژنتیک، اجتماع مورچگان، جستجوی هارمونی و جستجوی ذرات باردار شیوه جدیدی جهت بهینه یابی سطح مقطع سازه های خرپایی، بصورت همزمان، ارائه شده است تا بر اساس آن، فضای طراحی مساله به صورت مناسبی مورد کاوش قرار گیرد و جواب های نزدیک به جواب بهینه حاصل گردد. همچنین با طرح مثال های متعدد نتایج حاصل از سایر الگوریتم ها و این روش ابتکاری که روش جستجوی چند منظوره مبتنی بر الگوریتم های فرا ابتکاری نامیده می شود مورد نقد و بررسی قرارگرفته است و کارآمد بودن این روش ابتکاری را نشان می دهد.

بهینه سازی سازه ها با در نظر گرفتن شرایط و محدودیت های موجود یا همان توابع قید همواره یکی از اهداف مهندسان و طراحان بوده است. تاکنون تحقیقات زیادی بر روی بهینه سازی انجام شده و روش-های مختلفی برای حل پیشنهاد شده است. به طور کلی روش های بهینه سازی را می توان به سه دسته-ی روش های ریاضی، معیار بهینگی و فرااکتشافی تقسیم بندی نمود. در این تحقیق از روش الگوریتم ژنتیک که از جمله روش های فرااکتشافی به شمار می رود، به منظور بهینه سازی شکل سازه های پیوسته سه بعدی الاستیک استفاده شده است.