چکیده: ضرورت کاستن از زمان و هزینه ی طراحی سازه ها و صرفه جویی در مصرف مصالح تشکیل‌دهنده ی آن ها، در چند دهه ی گذشته به طور فزاینده ای حس شده است. این ضرورت ها موجب شده است که مسائل بهینه یابی سازه ها اهمیت خاصی بیابد. در این میانه، توجه ویژه ای به طراحی بهینه، سریع، ایمن و اقتصادی سازه های خرپایی که یکی از سازه های پرکاربرد صنعت ساختمان هستند شده است. از سوی دیگر، در اکثر پژوهش های انجام‌شده ماهیت تصادفی پارامترهای سازه ای مانند بار و مقاومت، و همبستگی‌های میان آن ها در نظر گرفته نشده است و بهینه یابی به صورت یقین اندیشانه انجام شده است. هدف این پژوهش ارائه ی چارچوبی برای بهینه یابی همزمان هندسه و سطح مقطع سازه های خرپایی است به طوری که وزن کل سازه تحت قید قابلیت اعتماد سیستم سازه ای به کمترین مقدار ممکن خود برسد. افزون بر این، چارچوب ارائه شده تراز ایمنی سازه را تا سطح مورد نظر افزایش خواهد داد. با استفاده از این چارچوب می توان سازه های خرپایی را بدون استفاده از فرض‌های ساده کننده و بدون در نظر گرفتن ضرایب و التزام های آیین‌نامه‌ای طراحی کرد. ماهیت تصادفی بارهای وارد بر سازه و مقاومت مصالح تشکیل دهنده ی اعضای آن، به‌وسیله‌ی نظریه ی قابلیت اعتماد سازه ای وارد روند طراحی سازه شده است. همچنین استفاده از قید قابلیت اعتماد سیستم سازه‌ای موجب شده است که اثرات متقابل اعضای خرپا در طراحی آن منظور شود. تحلیل قابلیت اعتماد سیستم سازه ای با استفاده از روش شاخه و کرانه -که یکی از روش های مبتنی بر مسیر خرابی است- انجام شده است. اما اغلب پژوهشگران احتمال خرابی سیستم سازه ای را بر اساس احتمال خرابی اعضا تخمین زده اند. این رویکرد سبب می‌شود که در بهینه‌یابی سازه نتایج نامطلوب و غیر اقتصادی به‌دست آید. تحلیل قابلیت اعتماد سیستم یک خرپای بزرگ معمولاً بسیار زمان بر و پیچیده است. بنابراین، اگر راه حلی عملی اندیشیده نشود، بهینه یابی خرپاها با استفاده از قید قابلیت اعتماد سیستم عملاً ناممکن خواهد بود. در این پایان‌نامه راهکارهایی برای بهبود نتایج روش شاخه و کرانه و کاهش زمان اجرای تحلیل قابلیت اعتماد سیستم پیشنهاد می‌شود. بهینه یابی با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک انجام شده است.