混凝土全容罐是储存液化天然气的重要设备之一。随着混凝土全容罐朝着大型化不断发展,其设计和建造难度也不断增大。混凝土全容罐穹顶结构的设计和建造技术是混凝土全容罐工程建设中的重点难点。穹顶结构具有自重大、跨度大等特点。研究穹顶结构的安全性对于保障混凝土全容罐安全、促进天然气产业发展具有重要的现实意义。本文以一座容积16万立方米的大型液化天然气混凝土全容罐的穹顶结构为研究对象,对其火灾工况和施工过程进行数值仿真研究,主要研究内容及结论如下:（1）建立了混凝土全容罐内部温度场的等效计算方法。基于混凝土全容罐与内外环境之间的热交换,建立了混凝土全容罐的换热量平衡方程。将混凝土全容罐内部温度场近似等效为一维热传导问题,利用一维热传导方程近似解替代内部温度场的求解。将内部温度场与混凝土外罐之间的热交换等效为对流换热边界,实现了混凝土全容罐内部温度场的简化计算。通过数值仿真与火灾实验结果对比,验证了计算方法的有效性。（2）研究了火灾作用对穹顶结构的影响。基于穹顶结构的点火源、半包围和全包围等3种火灾场景的有限元分析,研究了穹顶结构在火灾作用下的温度、变形、应力和破坏特征。结果表明:在火灾作用下,穹顶结构呈现出外侧高温、内侧相对低温的温度分布规律;穹顶结构呈现出高温区域受压、相对低温区域受拉的特性;在结构自身约束下,温度差异是引起温度应力的重要因素;穹顶结构内侧的混凝土会出现大面积受拉破坏的情况,此时钢穹顶将成为穹顶结构内侧的主要承载结构;相比于混凝土穹顶单独承载,配置钢穹顶能增大混凝土穹顶的受压区高度,能有效提高穹顶结构的承载能力。（3）分析了不同浇筑方案对穹顶结构的影响。基于穹顶结构的整体浇筑、分圈浇筑和分层浇筑等3种浇筑方案的有限元分析,研究了穹顶结构边缘处易开裂区域的温度和应力特征。结果表明:在水化热作用下,早龄期混凝土经历了升温和降温阶段,伴随温度变化经历了从受压到受拉的过程。对比各浇筑方案可知:在整体浇筑和分圈浇筑方案中,穹顶结构边缘处混凝土在撤压阶段存在开裂风险;在分层浇筑方案中,穹顶结构边缘处混凝土的受力状态在施工过程中均处于安全范围内。此外,还研究了保压时间和保压值对穹顶结构的影响,为优化穹顶结构的浇筑方案提供参考。