En los problemas de optimización del dimensionamiento estructural, el número de variables de diseño que se utilizan suele ser relativamente pequeño. El objetivo de este trabajo es facilitar el uso de un gran número de variables de diseño en tales problemas, con el fin de enriquecer el conjunto de opciones de diseño disponibles y ofrecer la posibilidad de lograr diseños óptimos a menor costo. Para este propósito, se emplea el concepto de cascada, que permite abordar un problema de optimización en una serie de etapas de optimización autónomas sucesivas. En este contexto, se construyen varias configuraciones de variables de diseño, con el fin de utilizar una configuración diferente en cada etapa de optimización de dimensionamiento en cascada. Cada nueva etapa de cascada se acopla con la anterior al inicializar la nueva etapa utilizando el diseño óptimo finalmente alcanzado de la anterior. Las primeras etapas de optimización del procedimiento de cascada utilizan las configuraciones más gruesas con un pequeño número de variables de diseño y sirven para la exploración básica del espacio de diseño. Las últimas etapas explotan configuraciones más finas con un mayor número de variables de diseño y tienen como objetivo ajustar la solución óptima alcanzada. La efectividad de este enfoque de optimización del dimensionamiento se evalúa utilizando problemas de diseño de ingeniería aeroespacial y civil del mundo real. Basado en los resultados numéricos reportados aquí, el enfoque de optimización en cascada propuesto demuestra ser una herramienta efectiva para manejar grandes números de variables de diseño y los correspondientes espacios de diseño extensos en el marco de las aplicaciones de optimización del dimensionamiento estructural.