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近年来，由于恐怖袭击或意外爆炸造成公共建筑或居民住宅局部破坏或整体倒塌的事件时有发生，造成不良的社会影响和重大经济损失及人员伤亡。在现有设计规范对建筑结构的抗爆性能没有明确规定的情况下，如何提高建筑结构，特别是大型公共建筑的抗爆能力就成为十分重要的研究课题。本文以钢结构建筑为对象，研究了爆炸荷载效应、钢构件及结构在爆炸荷载作用下动力响应和连续倒塌机制，主要包括以下几个方面内容。 （1）基于气体爆炸理论，给出了乙炔-空气混合气体的计算模型，计算了乙炔-空气混合气体的爆炸参数，为进行乙炔-空气混合气体爆炸数值模拟提供了参数。采用非线性显式动力有限元分析软件LS-DYNA，基于多物质Euler算法，对TNT炸药和乙炔-空气混合气体两种爆炸源在自由大气场中的冲击波荷载特征参数进行数值模拟，比较两种爆源产生的冲击波压力传播作用规律的异同，提出了可燃气体爆轰加载的等效TNT爆能数值模拟计算方法。研究结果表明，基于Euler算法可以较好地描述可燃混合气体爆轰空气冲击波传播规律。爆炸压力随着距爆源距离的增大而迅速衰减，并且两种爆源产生的爆炸冲击波超压峰值误差随着冲击波传播距离的增大而逐渐减小。因此采用可燃气体代替化学炸药进行模爆器内爆炸试验加载在一定条件下是可行的。 （2）基于爆能等效的原理，分别从超压相等、冲量相等和超压-冲量相等的原则给出了可燃气体爆炸名义比例距离计算公式，同时探索了采用乙炔-空气混合气体作为爆炸源进行结构抗爆试验的可行性。在此基础上，基于大型模爆器—燃气爆轰冲击加载试验系统（Gas Blast Shock loading system，简称GBS系统）进行气体爆炸试验研究和数值分析。通过对试验结果的分析，并与数值模拟结果进行比较，验证了所采用数值计算模型的合理性。 （3）通过对钢材进行准静态试验及霍普金森（SHPB）压杆试验，研究了钢材在爆炸/冲击荷载作用下的力学性能，分析应变率效应对钢材动力性能的影响。钢材的屈服强度随着应变速率增大而增大，Q235B钢的屈服强度可以提高100％以上，在高应变速率下Q345B钢对应变率不敏感。根据准静态试验数据和动态冲击试验结果，得到了Q235和Q345钢材的Johnson-Cook模型参数和Cowper-Symonds模型参数。 （4）利用燃气爆轰冲击加载试验系统对三个二层钢框架结构模型按不同工况进行了四次爆炸冲击试验研究，模拟近地爆炸冲击波对钢框架结构的作用效果以及结构动力响应和破坏形式。通过对试验结果的分析，并与数值模拟结果进行比较，证明试验达到了预期效果，证明燃气爆轰冲击加载试验系统是一种有效的模拟爆炸冲击作用的加载手段。 （5）采用有限元数值模拟方法对钢框架柱和钢框架结构在爆炸荷载作用下的动力响应和破坏模式进行了分析。结果表明，框架柱的破坏模式与爆炸荷载类型有关。在冲量荷载作用下，钢框架柱倾向发生柱脚剪切破坏和翼缘板屈曲破坏；在动力荷载作用下，钢框架柱则倾向发生柱脚剪切破坏；在准静态荷载作用下易发生弯曲屈曲破坏。分析找出了影响钢框架柱抗爆性能的主要因素，研究了钢框架结构的连续倒塌机制，为钢结构抗爆设计和防护提供了依据。