水能作为一种清洁能源,不仅环保,还具有可再生性,其开发利用具有重要意义。水能的开发离不开大坝的建设,重力坝作为一种挡水建筑物,因安全可靠,对地形地质适应性强,便于施工等优点而被广泛采用。我国是地震多发的国家,建设重力坝的地区一旦发生地震,将带来灾难性的后果,所以重力坝的抗震安全研究是十分必要的。结构的优化设计具有十分重要的意义,因其往往能带来可观的经济效益。对重力坝断面进行优化设计,并对比设计前后的坝体在静力荷载、地震动力荷载下的应力指标,具有很现实的工程意义。本文使用有限元法计算重力坝的应力,使用反应谱法计算重力坝的地震响应。ANSYS是大型通用有限元软件,它包括前处理模块、分析计算模块以及后处理模块。ANSYS可以进行结构的静力和动力分析。此外,ANSYS自带优化模块,使用APDL语言编制程序可以对结构进行优化设计。本文基于ANSYS有限元软件对重力坝进行静力分析,得到了重力坝在静力荷载下应力和位移的分布情况。并基于ANSYS对重力坝进行模态分析和谱分析,分别求出了重力坝空库模型和满库模型的固有频率,竖向以及水平向地震作用下的应力和位移分布。最后,本文基于ANSYS通过APDL语言编制命令流实现了重力坝断面的优化设计。计算结果表明：一阶方法对重力坝进行优化的结果要好于零阶方法。且通过对比优化前后断面的一些指标可以知道,基于ANSYS的一阶优化设计不仅减小了重力坝断面面积,提高了设计的经济性,还使得大坝的安全性、抗震能力同时得到了提高。