LNG储罐作为存储液态天然气的基础性设备,在地震中一旦发生破坏,极易引发火灾、爆炸、环境污染等次生灾害,对国民经济造成重大的损失。虽然基底隔震技术已被证明能有效降低储罐的地震作用效应,但是目前应用于储罐的隔震支座大都只具有水平隔震功能。此外,由于断层机制的不同,部分近场地震中还含有速度型脉冲效应,对隔震结构等长周期柔性结构具有不利的影响。为此,本文以高径比为0.402的150000m~3矮胖型储罐为主要研究对象,在重点考虑速度型脉冲效应的基础上,对近场地震激励下三维隔震储罐的动力响应进行研究,主要研究内容与结论如下:(1)在已有的水平隔震与竖向隔震支座理论基础上,提出并设计了由铅芯橡胶支座与碟形弹簧或铅芯橡胶支座与厚层橡胶支座串联而成的三维隔震支座。同时,以试验结果为基准,借助有限元分析方法,在传统的叠层橡胶支座竖向刚度理论计算公式基础上,给出了厚层橡胶支座竖向刚度修正公式。(2)在已有的储罐隔震理论基础上,分别建立了考虑支座非线性的水平隔震以及不考虑支座非线性的竖向隔震运动方程,并编制Matlab程序对150000m~3储罐的地震动力响应进行分析。结果表明:近场地震的速度型脉冲效应会使隔震储罐的基底剪力、倾覆力矩、竖向地震作用以及动液压力的减震效果下降;近场地震的水平向速度型脉冲效应会使储罐晃动质点运动加剧,致使晃动波高大幅增加;在水平隔震层设计过程中,建议屈服后隔震周期选用3-6s,阻尼比选用0.1-0.2,屈重比选用0.01-0.03;在竖向隔震层设计过程中,建议隔震周期选为1-2s,阻尼比选为0.1-0.3。(3)加工并制作了由铅芯橡胶支座与碟形弹簧组成的三维隔震支座,并选用相似比为1:5的1000m~3储罐缩尺模型进行振动台试验。试验结果表明:本试验支座无论是水平向还是竖向在降低地震作用方面均具有较好的减震效果,如在远场Taft和近场TCU068三向地震波作用下,液高为2/3罐的三维隔震储罐水平加速度减震率分别为87.18%与81.82%,竖向加速度减震率分别为93.46%与74.21%;在具有速度型脉冲的近场地震作用下,相对于无速度型脉冲的地震波,水平向速度型脉冲会使三维隔震储罐产生较大的基底剪力,而竖向速度型脉冲则会产生较大的竖向地震作用;本支座在降低晃动波高方面效果不太明显,个别工况出现了放大的现象。(4)利用ADINA软件建立有限元模型,并通过对比有限元与振动台试验结果,验证了有限元模型的正确性。此外,还进一步对150000m~3储罐在三向地震激励下的动力响应进行分析。结果表明:在远、近场三向地震激励下,三维隔震能有效降低储罐的动液压力以及径向、环向与轴向应力,其中在远场Taft波激励下对应减震率分别为55.34%、34.81%、27.03%、27.89%,在近场地震波TCU068波激励下对应的减震率分别为12.80%、34.30%、20.39%、15.58%;近场地震的水平速度型脉冲会降低动液压力的减震效果,竖向速度型脉冲会降低动液压力以及轴向应力的减震效果;在三向地震激励下,径向应力与环向应力在罐底部附近达最大值,而轴向应力在罐底部或液面以上罐壁处达最大,储罐设计时应注意对罐底部与液面以上罐壁进行相应的加强。(5)以150000m~3储罐为研究对象,基于我国抗震设计规范中所给出的标准反应谱,提出了适用于矮胖型三维隔震储罐的设计反应谱。通过对比理论分析与反应谱计算结果,建议在使用设计反应谱计算三维隔震储罐在近场速度型脉冲地震激励下的动力响应时,乘2-3的放大系数。