随着经济的快速发展,国家对进口能源的依赖程度越来越高,从国家的石油安全考虑,我国正加快石油战略储备基地的建设。储罐作为石油战略储备基地应用最广泛的储液容器,单罐的容积逐渐向大型化发展。由于储罐多用于存储易燃、易爆介质,一旦遭遇地震发生破坏,不仅直接威胁到附近人的生命,而且还可能导致毁灭性的次生灾害。特别是大型储罐,如果大量的石油外泄和燃烧,将会给生产和国民经济造成严重损失。由于储罐地震灾害后果的严重性,储罐必须进行抗震设计,但储罐特别是大型储罐的地震动力响应机理相当复杂,这给储罐的抗震计算带来了较大的困难。目前的大型储罐的抗震设计或抗震鉴定规范和标准中都是对储罐的地震动力响应作了相当程度的简化。有必要对大型储罐的地震动力响应作更深入的分析,提高储罐抗震设计的可靠性,建立比较完善的储罐震害预测方法来尽可能避免储罐地震灾害的发生,或在地震灾害发生前后能比较准确地进行地震灾害预测,以采取及时有效的应急对策。在流固耦合动力学基本原理的基础上采用Adina8.5通用有限元软件的势流体单元对100000m3锚固罐进行流—固耦合的数值模拟。模拟了锚固罐在不同地震烈度、不同储液深度下储罐相应动力响应。模拟结果显示地震烈度、储液深度对储罐地震动力响应影响很大,特别是储液深度较大、地震烈度较高时储罐地震动力响应很显著。根据模拟结果提出在地震活跃期或多发期应减少储罐的储液深度(≤2/3 H 0)来提高储罐结构的抗震可靠性。通过Housner模型和Haroun-Housner模型的简化计算,总结了立式储罐的地震动力响应的解析解,结合我国现行储罐设计规范和抗震鉴定标准对一储罐系列进行了抗震计算。计算结果同样表明:地震烈度、储罐容积和储液深度对储罐的地震动力响应影响很大,特别是在储液深度≥2 /3H0、发生烈度为8度和9度地震时,储罐的地震动力响应很强烈;对于“细高型”的小型储罐和“矮胖型”的大型储罐,地震动力响应规律是不同的;在此基础上提出了在进行储罐抗震设计时要综合考虑储罐的高度与半径之比以及罐壁厚度与半径的比的影响,并定义了一个变形参数K ,。将建筑结构可靠度设计理论引入到大型储罐的抗震设计中,分析总结了大型储罐的随机变量,确定了主要失效模式并建立其对应的极限状态方程。利用可靠度计算的JC法并结合MATLAB的优化工具箱自编计算程序,对主要失效模式在不同储液深度、不同地震烈度下的可靠度进行了计算。得出随着储液深度增大、地震烈度增大,储罐可靠度降低,且得出在高地震烈度下储液深度不宜超过设计最大深度的2/3的结论。基于对大型储罐的震害预测的必要性和迫切性,且目前还没有完善的震害预测方法的现状,在对大型立式储罐的地震动力响应分析和计算储罐抗震可靠度的基础上,参照《地震灾害预测及其信息管理系统技术规范》(GB/T 19428-2003)中的建筑物震害预测方法,建立了以概率论为基础的储罐震害预测模型,为企业或部门抗震防灾规划的编制提供一定的理论依据和参考。