大型储油罐是指由罐壁、罐顶、罐底及油罐等附件组成,储存原油或其他石油产品容量为100立方米以上的大型容器。大型储油罐是储存油品的容器,它是石油库的主要设备,主要用在炼油厂、油田、油库及其他工业中。大型储罐在使用过程中,会出现不同形式的破坏现象。目前较为常见的破坏形式有:液柱静压力产生的撕裂、风载荷引起的罐壁屈曲、雨载荷导致的浮顶沉降以及地震产生的罐壁压折弯曲等。大型储罐一旦被破坏会给经济和环境带来巨大的损失,因此大型储罐的强度保证至关重要。此外,储罐的重量不但影响到材料成本,也决定了制造和施工成本,工程中常常面对强度和减重的相互制约。对大型储罐进行合理、有针对性的减重设计具有重要工程意义。本文针对实际工程案例,首先通过材料力学性能和价格方面的对比,选用高强度低合金钢Q345R代替碳素结构钢Q235B,并采用定点法进行壁厚设计优化壁厚以达到减重目的。在此基础上,利用有限元分析法对罐壁厚度进行强度分析和进一步的减重尺寸优化。完成以上优化后,另对罐壁结构进行抗震、抗失稳验算,以确保大型储罐的安全可靠。最后本文对大型储罐的主体(包括罐底、罐顶以及储罐附件)进行结构与工艺设计,并利用无损检测和力学性能检测充分验证减重设计的合理性。测试结果表明,采用Q345R代替Q235-B能使罐壁厚度减薄38%,采用有限元分析法代替常规计算能使罐壁厚度减薄16%。而且所设计的大型储罐整体结构安全可靠,达到了减重优化的目的。结果证明本文的优化方法能够很大程度地减薄罐壁厚度、节约成本,为日后大型储罐减重设计提供参考依据,实现了本次研究的预期效果。