随着我国石化产业迈入高质量发展的新阶段,大型国家原油储备库不断兴建,原油储罐日趋大型化。石油储备基地大多建设于地质条件较差沿海地带,频发的地基不均匀沉降对储罐安全运行带来重大挑战。此外,储罐在制造程中不可避免地会产生缺陷,而大型储罐作为薄壁结构对缺陷极为敏感。因此发展地基不均匀沉降条件下大型储罐安全评价方法、研究地基不均匀沉降条件下含缺陷储罐结构屈曲具有重要意义。采用理论研究与数值计算相结合的方式,对地基不均匀沉降条件下完好储罐及含缺陷储罐结构变形及结构屈曲进行研究,主要研究内容为:基于适用阶段、评价方式、评价步骤等方面对比目前国内外采用的储罐沉降安全评估标准,根据评估标准对某储库实际储罐沉降进行了安全评价。建立了实际十万方储罐数值计算模型,分析实际地基不均匀沉降下储罐的结构响应规律,探究储罐变形及储罐应力与地基不均匀沉降间的联系。比较了基于标准及基于有限元的储罐沉降安全评价结果,分析二者间的异同。介绍了基于应变控制及基于应力控制的储罐沉降安全评价方法,讨论了安全评价方法中的不足及相应改进措施。选取我国实际大型储罐尺寸,根据储罐设计标准设计并建立了系列变壁厚储罐数值计算模型,通过在有限元软件中采用具有非线性塑性材料特性的几何非线性算法进行数值仿真计算,探究并总结了储罐谐波极限沉降值与储罐几何尺寸之间的关系,在此基础上发展了基于应力控制的储罐沉降安全评价方法,为地基不均匀沉降下大型储罐的安全评价提供参考。考虑储罐建造过程中出现的焊缝缺陷,分别对地基不均匀沉降下含焊接引起的几何缺陷储罐的屈曲及含焊接引起的残余应力储罐的屈曲进行了数值计算,针对焊缝位置、储罐液位、谐波沉降阶数、几何缺陷幅值、残余应力大小等参数进行了参数敏感性分析,研究地基不均匀沉降下罐壁焊缝缺陷对储罐屈曲的影响。