塔式起重机是建筑施工项目上最重要的工程机械之一。随着我国建筑业的不断发展，为了保证施工安全，工程项目对塔式起重机在使用安全方面要求也在不断提高。本文通过ANSYS有限元分析软件建立了起重臂及塔身的有限元模型，并对起重臂及塔身进行了静力学分析，对起重臂进行了模态分析，最后对各部件尺寸进行了优化设计。课题的研究成果对于塔式起重机的强度、刚度校核以及结构优化方面具有指导意义。本文主要进行了如下工作：(1)利用ANSYS有限元分析软件建立塔式起重机最关键部件——起重臂和塔身的有限元模型，之后对该有限元模型在多种工况下进行了静力学分析，并对其强度、刚度进行校核。同时，静力学分析的结果也为后续的结构优化提供了参考依据。(2)使用ANSYS对塔式起重机的起重臂结构进行模态分析，得到起重臂的固有频率以及振型，为避免结构发生共振提供参考。(3)使用ANSYS的优化模块对塔式起重机的起重臂结构尺寸进行了优化，使得塔式起重机起重臂在满足强度、刚度要求的前提下，尽可能的减少质量，达到既满足安全要求，又减少造价的目的。