Tasarım süreci geliştikçe, bir tasarımın performansı farklı bakış açılarından optimize edilmelidir. Tasarımın ilk aşamasında, topoloji optimizasyonu tasarımcıların iyi bir ilk tasarım konseptine ulaşmalarına yardımcı olmak için kullanılabilir. Topoloji optimizasyonunun amacı, belirli bir yükleme ve sınır koşulları kümesi için önceden tanımlanmış bir tasarım alanı içinde ideal malzeme dağılımını bulmaktır. Yük taşıma kapasitesine en az katkıda bulunan bölgeler belirlenerek, ağırlığı minimize etmek için tasarımdan çıkarılır. Sonuç olarak, iyi bir tasarım konseptinin türetilebileceği optimal bir malzeme düzeni belirlenir. Simülasyon modelindeki en az gerilimli bölgelerden, yani yapının genel rijitliklerine en az katkıda bulunan bölgelerden malzemeler çıkarılır. Bu optimizasyon çalışması, belki de binlerce yıllık mimari kullanımdan sonra kemerin köprü tasarımında neden önemli bir rol oynamaya devam ettiğini açıklamaya yardımcı olabilir.