在保证结构安全的前提下，对结构进行限额设计，是目前建设单位对设计单位的要求。因而对设计提出了更高的标准。在限额设计的要求下，设计人员有两个趋向：一是设计尽量满足设计规范的下限，从而达到限额的目的；二是进行局部调整，试图达到限额设计的要求。而实际上，在限额设计的要求下，结构设计都存在一定的问题。本文寻求一种优化设计的方法来解决限额设计存在的问题。通过对传统的结构优化设计方法和结构优化理论的分析与比较，本文引入面向对象技术机制，应用面向对象程序设计技术，运用类、对象、成员函数等概念将结构优化问题进行数据抽象处理。在此基础上，编制Visual C++程序对问题进行优化求解，并结合CAD接口技术将求解结果进行可视化处理。

针对金属结构空间弯扭构件的主流建模方式效率较低的问题，本文提出了基于非均匀有理B样条的参数化金属结构空间弯扭构件建模技术。本文设计了基于非均匀有理B样条的金属结构弯扭构件建模算法与程序架构，通过编程进行了软件实现。该技术具有以下特点：可以处理空间曲线轴线、截面和截面方向的输入并直接生成三维实体；支持参数化的建模与模型修改；所建模型包含工程非几何信息。经分析与实际项目验证，该技术合理可行，能够使建模效率得到大幅提升。