随着风能的迅速发展，风机单机容量逐渐扩大，导致传统钢锥管塔架壁厚、直径和高度增大，使得风机塔架的制造、运输安装费用急剧增加。为降低多兆瓦风电塔架的建设成本，国外相关风电公司和学者展开了广泛的研究。本论文在前人研究成果的基础上，提出一种新型的预应力混凝土塔架结构形式，通过结构整体优化设计，得到经济合理的结构设计方案。本文以预应力混凝土塔架结构各方向的自振周期及最大应力为控制参数，将风电塔架截面优化为正八边形带肋的结构形式；通过对有限元软件ABAQUS以及优化软件SIPESC.OPT进行二次开发，编制了一套基于风电塔架细部尺寸(外径、壁厚、竖向形式、竖向肋尺寸、预应力水平等)为优化变量，材料成本为目标函数的自动化建模、提取计算结果、优化选择最优解的遗传算法优化程序；运用该程序优化了5MW预应力混凝土塔架，将优化结果与已有研究成果相对比，验证了优化方法的可靠性；根据上海电力设计院提供的5MW风机资料，选取东海大桥风电场为具体风场，给出预应力混凝土塔架的详细优化设计过程与具体参数，并针对正八边形带肋结构给出了一些施工建议。本课题研究得到国家自然科学基金项目(No.51078231)的经费资助。