利用ANSYS软件建立新型空心砌块的模型并对其进行了力学分析，在保证砌块强度指标等满足国家标准的基础上，对砌块的拓扑形状和几何参数进行了结构优化设计。本文主要工作：1．对空心砌块的发展现状和最新研究进展进行了大量调研，指出了空心砌块及砌块建筑的优缺点，以及空心砌块所具有的广阔发展前景。给出了新型空心砌块设计的初始方案和混凝土空心砌块的应力-应变关系。2．介绍了ANSYS软件基本功能及其几何实体建模方法。通过建立参数化的空心砌块有限元模型，对其在顶面均布载荷作用下的工况进行了力学分析，得到了可以进行强度设计的应力和应变等指标。3．利用ANSYS的结构拓扑优化模块对空心砌块的拓扑形状进行结构优化设计。建立了以总体积为目标函数，以主拉应变状态变量为约束条件，以空心砌块腹腔尺寸为优化变量的空心混凝土砌块为优化设计模型，并采用零阶方法进行了优化设计和计算。4．对比三种不同拓扑形状内腔的空心砌块的参数化优化计算结果得知，优化变量的初始值直接影响优化结果，有倒角圆弧的空心砌块结构更合理。综合比较后选用内腔倒角圆弧为15mm的模型作为最佳拓扑形状。5．对空心砌块的热工性能作了简单的比较分析，认为本文新型空心砌块除力学性能方面设计合理外，热工性能也比较优越，具有良好的经济效益和应用前景。