近年来人类的海上活动逐渐频繁,与此同时也增加了发生海难事故的可能性。作为海上和港口消防救援的主力军,执行此项任务的消防船必须具备完善的消防和救援功能。消防船除了对于自身的设计需要具有良好的稳性和操纵性,对于消防能力,需要达到规定的对外消防能力等级。在进行消防船的设计工作时,上层建筑的一些关键局部结构需要特别注意,比如驾驶室窗框和消防水炮的基座。驾驶室窗框的布置情况关系到驾驶室的驾驶环境,同时也关系到甲板室的结构强度；而消防水炮基座是消防炮载荷的主要承受者,其结构性能影响着消防作业是否能够顺利进行。然而由于消防船上驾驶室窗框和消防水炮基座的结构关联性,设计过程中必须要考虑两者之间的相互影响,尤其对于大型消防船而言。本文所做主要研究工作如下：(1)优化大型消防船驾驶室窗框型式和消防水炮基座结构,前者在保证安全性的同时提高驾驶室的透光率,从而改善驾驶室驾驶条件；后者寻求最优的基座结构型式,使得安全性与经济性达到平衡。(2)采用有限元分析法和多参数优化方法,对于窗框结构型式优化阶段,根据“落地式窗框用于消防船驾驶室“的假设,采用两艘消防船进行了可行性验证,分析结果肯定了之前的假设,即落地式窗框用于消防船驾驶室是可行的。(3)在进行消防水炮基座结构优化阶段,通过实验数据分析了这种特殊结构的力学性能,根据实验数据采用多参数优化方法,通过拟合三维曲面函数得出了最佳锥度函数,并在实船模型上验证了其有效性,因此在今后的消防水炮基座的设计与优化过程中可以以此函数作为参考资料。