石油是一种稀缺战略资源,在大部分工业领域中都发挥着不可替代的作用。目前,世界上很多国家都在努力扩充自己的石油战略储备,以应对各种因素(政治、战争等)可能导致的石油能源危机。我国已经开始建设第二期战略石油储备库基地,第三期国家石油战略储备基地正在规划之中,这些石油储备库的储罐都将以10万方以上的储罐为主。储罐的大型化是以后储罐发展的趋势,但是大型化带来的愈来愈高的安全风险因素不容忽视。因此,必须确保大型储罐安全可靠。本文对15万方和20万方储罐开展研究,结合现场实测数据,采用弹塑性力学理论分析和有限单元法数值模拟技术等手段,对其进行静力和动力学分析。本文主要研究内容如下:　　 1.储罐沿罐壁方向应力分布计算的重点在于计算下节点处以及不等厚圆柱壳交界处的弯矩和剪力,因此,本文在弹性力学薄壳理论的基础上推导了精确计算罐壁应力的理论模型,利用MATLAB编程计算绘制了应力分布曲线。　　 2.建立基于平面实体单元的储罐二维轴对称模型和基于壳单元的三维储罐有限元模型,进行了储液状态下的静力分析,并将有限元计算结果与理论计算值以及实测值进行了对比分析。同时分析了储罐在满罐、空罐和风载荷作用下的应力和变形。　　 3.基于水弹性理论,巧妙的利用ANSYS中shell63壳单元可模拟弹性地基的特性,首次分别建立了两种不同结构(四边形桁架、三角形桁架)的整体大型储罐双盘浮顶有限元模型,采用梁、壳单元组合,得到了浮顶处于四种情况下的变形以及应力分布,对比分析了两种不同结构浮顶模型的异同点,并对浮顶设计提出了相关的建议。　　 4.在含液容器的流固耦合理论的基础上,建立了储罐浮顶以及储液系统的无粘小扰动线性流固耦合有限元模型,计算流固耦合系统各阶模态。同时计算了在水平地震载荷激励下,储罐的动力响应,得到了油罐储液和罐壁在地震作用下的响应规律,为合理进行大型油罐抗震设计提供了参考依据。