随着油罐的大型化,其潜在的风险也越来越大,大型油罐一旦破裂,就会造成重大损失。严格按现行标准进行设计的油罐仍然在历次地震、飓风等灾害中遭受大量破坏。为了确保大型油罐的安全,需要对其强度与稳定性计算方法开展进一步的研究。本文深入研究比较了中美口欧油罐设计规范罐壁强度与稳定性计算方法,分析了存在的不足。在此基础上,结合国内外最新研究成果,对大型油罐罐壁的强度计算、罐壁象足屈曲失效和风压失稳临界荷载计算方法开展了深入的基础理论研究工作,相关成果能为进一步保障大型油罐安全提供技术支持。论文主要开展了以下研究工作：(1)深入研究了中国标准GB50341、美国标准API650、日本标准JIS B8501和欧洲标准BS EN14015油罐罐壁壁厚计算方法。建立了基于组合圆柱壳理论的罐壁强度合理设计评价方法,并利用此方法详细讨论了焊接接头系数和钢板许用应力对罐壁厚度计算的影响。进而针对目前我国油罐设计规范GB50341存在的不足,开展大量数据比较分析,提出了种符合我国工程实际且适用于大型油罐罐壁强度计算的合理方法。(2)建立了符合大型油罐象足屈曲实际失效机理且便于工程计算的罐壁屈曲临界应力计算方法。假设轴对称屈曲并根据相邻平衡准则,首先获得了基于J2流动理论推导得到的理想罐壁弹塑性失稳临界应力。此外,联合现行油罐设计规范和本文所得结果,通过引入塑性影响系数得到了新的罐壁屈曲临界应力计算公式,并与中美日欧规范相关公式计算结果进行了详细对比。结果显示,在轴压与高液压联合作用下,罐壁材料性能快速改变导致屈曲临界应力迅速降低。(3)推导并给出了考虑大型油罐实际多层变壁厚影响的罐壁风压失稳临界荷载计算公式。联合分离变量法、摄动法和傅立叶级数,建立了壁厚按任意形式轴对称变化的圆柱薄壳在均匀外压作用下的屈曲分析方法。采用反正切函数精确地描述了油罐的多层变壁厚,首次获得了油罐在风压作用下的屈曲荷载与各层壁厚值之间的解析表达式。