大型钢制储罐结构是油气存储的主要结构类型之一,该类型结构的安全性对我国的能源安全有着重要影响。由于油气产品的易燃、易挥发性质,油气泄漏导致的可燃气云爆炸事件时有发生。在可燃蒸气云爆炸或飞溅物冲击作用下,薄壁钢制储罐极易产生较大的塑性变形或穿透破坏,进而导致内部可燃物质泄漏,产生二次爆炸乃至连环爆炸,造成更大的经济和人员损失。然而,国内外相关标准以及已有研究尚未提出对钢制储罐结构进行抗爆抗冲击防护的有效措施。因此,亟待开展大型钢制储罐罐体结构的抗爆抗冲击防护技术研究,为钢制储罐抗爆抗冲击防护设计提供参考,以起到保障设备和人员安全、维持能源储备稳定的现实作用。近二十年来,聚脲弹性体材料因其便捷的施工方法、良好的粘接性能和优良的力学性能而受到广泛关注,国内外研究结果表明,聚脲涂层能有效提高金属板、砌体墙和复合板等平板结构的抗爆抗冲击性能。将聚脲弹性体材料用于大型钢制储罐抗爆、抗冲击防护中,且主要解决聚脲喷涂圆柱壳结构的爆炸、冲击响应特征这一科学问题,重点分析聚脲涂层在罐体设计和加固阶段的应用方法和应用效果,主要的工作内容和相关成果如下:（1）开展了聚脲喷涂钢板的低速冲击试验,获得了纯钢板和聚脲喷涂钢板的冲击响应。建立了冲击过程的数值模型并通过与试验结果对比验证了模型的可靠性。结合试验和模拟结果,分析了聚脲涂层抗冲击防护效果与作用机理,并进一步探究喷涂位置、涂层厚度等因素与试件抗冲击能力的关系。引入面密度吸能值作为喷涂钢板试件吸能效率的量化指标,进而得到了在吸能效率方面最优的喷涂位置和喷涂厚度。（2）根据大型钢制储罐设计资料建立了相应的有限元模型,模拟分析了罐体在飞溅物撞击下的响应特征以及聚脲涂层对罐体冲击响应的影响。通过参数分析,研究了喷涂位置、喷涂范围、喷涂厚度等参数对抗冲击防护效果的影响。将聚脲涂层的抗冲击防护机理分为降速和垫层两方面,并基于作用机理建立了预测罐体抗冲击性能与涂层厚度关系的理论公式,为聚脲涂覆钢制储罐的抗冲击防护设计提供了依据。（3）开展了聚脲涂覆模型罐的固体炸药爆炸和可燃气体爆炸试验,明确了聚脲涂层在降低罐体位移方面的效果。在试验基础上,建立了模型罐爆炸响应的数值模型。基于试验和数值模拟结果,提出了代表模型罐吸能机制的修正地基梁模型,并基于该模型建立了预测罐壁位移的近似公式。最后,根据简化模型和理论公式,揭示了聚脲涂层的作用机理和作用规律,给出了喷涂位置方面的具体建议。（4）基于试验研究建立的模拟方法和理论模型,开展了聚脲喷涂大型钢制储罐在气云爆炸作用下的响应研究。结果显示,与罐壁主要变形区域等厚的聚脲涂层能显著的降低罐壁在气云爆炸作用下的最大位移。同时,通过进一步的数值模拟研究了超压持时、最大位移、罐体材料性质、罐体几何尺寸等因素对涂层作用效果的影响。根据进一步简化后的修正地基梁模型建立了预测罐壁最大位移与涂层厚度关系的近似理论公式,为聚脲涂覆钢制储罐抗爆防护设计提供了参考。（5）通过数值模拟方法对等面密度的喷涂罐和纯钢罐的抗爆抗冲击性能进行了对比,结果显示,在抗冲击防护方面喷涂聚脲层的效果优于提高罐壁厚度,而在抗爆性能方面等面密度的纯钢罐优于喷涂罐。在此基础上,结合参数分析结果,提出了聚脲弹性体喷涂技术在大型钢制储罐抗爆抗冲击防护方面的应用和设计的相关建议。