建筑中基础工程造价通常占结构总造价的很大一部分比重，直接影响到整个工程的经济指标。对于应用广泛且结构特殊的多层建筑地下室基础，如何使其在安全适用的前提下，更加经济合理，是设计师们一直在探讨的问题。优化设计理论历史悠久，随着科学计算技术的不断发展，优化理论被广泛应用于工程设计与研究。在结构工程领域，将工程设计与优化理论有机结合起来，应用优化理论指导工程实践，使资源合理利用，使结构造价低、性能优，受力更加合理，从而创造更大的经济价值，具有重大意义。本文针对常用多层建筑地下室基础，包括独基加构造板基础、独基加防水板基础以及筏板基础，展开深入研究，采用面向对象的VB语言对现有软件进行二次开发，结合优化设计准则法，将优化设计理论应用于实践。主要完成了以下工作：（1）基于AutoCAD的ActiveX技术，运用VB语言进行了程序设计，通过CAD图形的二次开发，以图形识别方式获得上部结构对基础的需求。（2）基于参数化模型思想构建了独立基础构形的参数化动态数据库，解决了优化设计过程中基础的台阶数量、台阶高度、宽度、台阶高宽比等设计变量难以用线性关系表达的难题。在此基础上，利用优化设计准则法，对独立基础进行两层次优化设计研究。研制了相应的基础优化设计程序。（3）基于独基加防水板基础的计算理论，提出当柱距不同时，防水板计算跨度如何取值的解决方法，在此基础上利用准则法和枚举法相结合的优化方法，对防水板厚度进行优化设计研究。研制了相应的优化设计程序。（4）应用筏板基础计算理论，提出筏板基础两阶段优化设计策略。研制了相应的基础优化设计程序。