航空、航天结构领域已取得了显著进展，但在土木工程范围内，迄今尚未见到可以用之于具体工程的研究成果。显然，结合土木工程结构的特点，发展新一代结构优化设计理论与技术是必要的。
2.3 结构设计理论的完善
在近百年结构工程发展历史上，对于结构设计原则与设计理念的研究也许是最为活跃的领域之一。在20世纪初叶，许用应力设计是结构设计的主体，分析的基本理论依据是弹性理论。20世纪40～50年代，也许主要是出于经济性的考虑，承载力极限状态设计的思想开始逐步为人们所接收。在对这类设计理念的研究与反思中，人们不无遗憾地发现，关于结构分析与关于构件设计的基本理论发生了冲突或矛盾：在结构分析中，继续采用弹性分析理论，而在构件设计中，则引入了塑性分析或弹塑性分析理念。20世纪50～60年代关于整体结构塑性分析理论的研究（如Mattock、Cohn等人的工作），可以视为是试图解决这一矛盾的集体努力。然而，由于问题的复杂性，时至今日，这一矛盾仍然没有得到根本解决。20世纪70年代，关于极限状态的设计思想得到发展和应用。在此基础上，结构全过程非线性分析的研究逐步得到深入。20世纪70年代中期，在极限状态设计思想基础上，逐步加入了对于结构荷载、材料性质不确定性的考虑，发展了基于概率的极限状态设计理论。并在20世纪80年代得到了世界各国的认同和发展[15]。但在总体上，这种基于近似概率的极限状态设计思想仍然属于基于构件设计结构的观念。因此，不仅前述结构弹性分析与构件考虑塑性性质进行设计的矛盾没有解决，还增添了新的矛盾：在构件层次设计中，考虑荷载与材料性质的随机性，引用不确定性分析的思想，而在结构分析中，则应用确定性结构分析。上述两类矛盾，事实上已经成为结构工程分析与设计理论发展的内在动力。
20世纪90年代中期，以美国一批科学家为首，在地震工程领域内提出了基于性能设计的观点[16]。这一观点逐步被世界主要国家的结构工程研究者所接收，并展开了较为广泛的研究。从目前发展趋势考察，这一观点有可能演变成新一代结构设计的基本理念。为了实现这一设计理念，下述研究工作将是基本的：（1）结构性态水准的确定：需要在结构受力全过程和结构寿命全过程范围内研究不同层次、不同目标的结构性态水准；（2）投资－效益准则的研究：需要针对不同类型结构，在