سازههای گسسته از جمله خرپاها و سازههای اسکلتی یکی از پرکاربردترین سازهها در مسائل کاربردی مهندسی است. طراحی بهینه این سازهها در سه دسته بهینهسازی اندازه، شکل و توپولوژی انجام می پذیرد. این رساله به بهینهسازی سازههای گسسته از جنبه های مختلف با استفاده از روش های هیورستیک می پردازد. برای این منظور چندین روش مختلف هیورستیک جدید و قدرتمند ارائه شده و سپس با استفاده از این روش ها به بهینه سازی سازه ها پرداخته شده است. برای بهینه سازی سازه ها با در نظر گرفتن توابع هدف یگانه و چندگانه به لحاظ اندازه و شکل از روش ترکیبی رقابت استعماری-گروه مورچه استفاده شده است. علاوه بر این برای یافتن موقعیت بهینه تکیه گاه های سازه، در این رساله از روش المان محدود اصلاح یافته برای تحلیل سازه و روش های هیورستیک استفاده شده است. نتایج حاصله در این رساله حاکی از قدرت بالای الگوریتم ارائه شده در یافتن نقطه بهینه مسئله با همگرایی بالا می باشد. برای بهینه سازی توپولوژی سازه ها دو روش هیورستیک یکی برای سازه ها با متغیرهای پیوسته و دیگری با متغیرهای گسسته برای مساحت مقطع اعضای آنها ارائه شده است. در روش ارائه شده برای یافتن توپولوژی سازه های گسسته با متغیرهای گسسته از مفهوم آنالیز حساسیت استفاده شده است. استفاده از این ایده، سرعت رسیدن به جواب بهینه را بالا برده و استفاده از عملگر جهش در الگوریتم، قدرت یافتن جواب بهینه کلی را افزایش داده است. در روش هیورستیک ارائه شده برای یافتن توپولوژی بهینه سازه های با متغیر پیوسته از ایده حداقل رشد سازه پایه استفاده شده است. نتایج به دست آمده از حل چند مثال استاندارد با استفاده از روش های هیورستیک پیشنهادی در این رساله برای یافتن توپولوژی بهینه، نشان دهنده قدرت آنها در یافتن سازه بهینه با سرعت همگرایی بالا نسبت به کارهای گذشته می باشد.