板壳结构广泛地应用于土木和机械工程，尤其是航空航天工程中，通常情况下结构会受到温度荷载作用。当温度变化引起的热膨胀受到约束时，板壳结构的内部将会产生热应力，并会发生较大的横向变形，热变形和热应力在严重时将影响结构的正常使用。因为温度荷载具有特殊性，均匀地增大板壳结构的厚度并不一定能有效地减少结构的热变形和热应力，所以对于热结构优化设计的研究需要特殊的经验和知识。　　结构优化设计可以为热结构设计提供理论和方法，本文研究承受温度荷载作用的实心弹性薄板、薄壳结构，在已知材料总体积和结构中面形状的前提下，以板壳的厚度分布函数为设计变量并考虑厚度上下限约束条件，来减小结构热变形。　　首先研究弹性薄板结构。已知结构体积和边界形状，以减小结构应变能为目标，提出该优化问题的数学列式。再从优化列式出发，应用变分原理推导出热结构优化准则和修正板壳厚度分布的迭代格式，最后应用商用有限元软件进行二次开发，实现优化算法。算例结果表明，该优化准则通过重新分配板壳结构的厚度，显著地降低了结构的热变形，是一种有效的改进热结构设计的优化方法。　　然后采用与优化薄板时相同的方法对薄壳结构进行优化设计，并以常见的柱壳和扁壳为例。对于薄板结构，优化准则是截面弯矩和扭矩的函数，但对于薄壳结构，优化准则的表达式不但包括截面力矩，还包括截面膜力，更为复杂。对此，本文又提出另外两种只包含截面力矩或截面膜力的启发式优化准则。通过算例，对薄壳的三种优化准则进行了对比，发现三种优化准则的有效性与薄壳结构的中面形状、边界条件有关，解决实际问题时，应该从三种优化准则的结果中选择较优的。　　最后，论文提出了下一步可能的研究工作。