چکیده: در دهه‌های اخیر پیشرفت‌های زیادی در بهینه‌سازی سازه‌ای صورت گرفته و ضمن رسیدن به نتایج مطلوب ابعاد مسائل بهینه‌سازی گسترش یافته‌است طوری که مسائل جدید و معیارهای طراحی متنوعی برای بیان مسائل بهینه‌سازی به وجود آمده است. روش معمول در بهینه‌سازی سازه‌ای این است که ابتدا توپولو‍‍ژی بهینه به دست می آید. پس از آن با ثابت نگه داشتن توپولوژی، بهینه‌سازی شکل سازه انجام می‌شود؛ طوری که درحین بهینه‌سازی شکل، توپولوژی ثابت می ماند. در این پایان‌نامه روشی معرفی می‌شود که بهینه‌سازی شکل و توپولوژی را برای سازه به‌صورت همزمان انجام می‌دهد. هدف به‌دست آوردن نحوه قرار‌گیری بهینه سخت‌کننده‌های سطحی روی سازه پوسته‌ای است. با استفاده از روش معرفی شده در این پایان‌نامه همزمان با بهینه‌سازی شکل صفحه میانی پوسته، توپولوژی سخت کننده‌های سطحی نیز بهینه می‌شود. روش حل مسئله برمبنای گسسته‌سازی اجزا محدود است. مصالح هر المان توسط مواد مصنوعی با حفره‌های ریز‌مقیاس مستطیلی مدل می‌شوند. پارامترهای هندسی حفره‌های ریز‌مقیاس به عنوان متغیر طراحی در گام بهینه‌سازی توپولوژیک در فرایند بهینه‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرند. هندسه پوسته با استفاده از سطوح نربز تولید شده و نقاط کنترلی تولیدکننده سطح به‌عنوان متغیرطراحی در قسمت بهینه‌سازی شکل استفاده می‌شوند. مسئله بهینه‌سازی در هر بخش با استفاده از روش مجانب‌های متحرک و تحلیل حساسیت حل می‌شود. روش مورد نظر برای مثال‌های عددی به‌کار گرفته شده و نتایج بیان شده‌اند.