对于LNG储罐,内罐泄漏导致的低温环境、储罐自身或临近设施的火灾导致的高温环境都会导致罐壁产生较大的温度梯度,引起分布不均匀的温度应力,并造成材料力学性能的削弱,甚至导致储罐的破坏。因此,非常有必要对混凝土外罐在各类工况下的热响应进行分析,得到其受力机理。本文基于ANSYS/Workbench有限元分析软件,针对工程实例建立了精细化的LNG储罐有限元分析模型,分别针对正常运行工况、内罐泄漏工况和临近火灾工况,考虑热-结构耦合效应,研究其温度场及应力场的分布情况,结论如下:1、建立了含穹顶、混凝土外罐壁、各保冷结构的LNG储罐精细化二维有限元分析模型,对储罐正常运行时,在夏、冬季两种固定温度边界条件下的温度场分布情况进行了模拟。结果表明:保冷材料、承台边缘的混凝土环梁处于较低的温度环境中,选材时需要考虑材料的抗冻性、吸水性或采取适当的施工措施;热角保护结构对外罐壁与承台连接处的薄弱处具有非常好的保护效果。2、基于已建立的有限元分析模型,考虑钢筋及预应力钢绞线的影响,模拟LNG储罐在内罐泄漏工况下的温度场分布情况,通过分析软件中的热-结构耦合流程,将温度场结果导入应力场分析模型,分析结构的应力分布情况。结果表明:热角保护结构以上、泄漏液位以下的罐壁内部产生了较大的温度梯度,其余部分几乎不受影响;应力场分析得到的钢筋钢绞线和罐壁的应力和变形主要集中在罐壁竖向中部的区域,且满足规范规定的限值。3、根据现有的规范及标准的规定,通过施加热通量的方式,并考虑其他各类荷载作用的影响,模拟储罐在临近火灾工况下的热-结构耦合响应。结果表明:混凝土罐壁外侧温度变化较大,内侧的温度变化非常小;钢筋和钢绞线的应力沿高度方向基本不变,且低于各自的屈服强度;混凝土罐壁受压区高度沿高度方向除在两端外,基本保持不变,并满足规范中的最小值的限制;罐壁、钢筋及钢绞线的位移与高度成线性正相关。