一种偏置集中力作用下的结构设计及优化方法，步骤如下：S1：根据输入条件，确定结构内外包络；并确定最严酷工况；S2:确定可优化设计区域，对目标区域采用实体单元填充，进行初始拓扑优化；S3：确定结构传力大致路径；S4：结合工程算法和结构仿真，确定结构框间距；S5：确定可优化设计区域，对目标区域采用壳单元，进行进一步拓扑优化；S6：进行结构设计；S7：分析确定结构的可能失效模式；并建立有限元模型进行仿真分析，要求能够覆盖结构全载荷工况的所有失效模式；S8：仿真分析结果至结构能满足结构设计要求；如否，则重复S6、S7；S9：结构零部件尺寸细化优化设计，至结构仿真分析结果能满足结构设计要求。