土木工程中遇到的爆炸产生的巨大破坏力会对结构造成很严重的损坏,甚至会导致结构的整体倒塌。所以在进行结构设计的时候,适当地考虑爆炸荷载的作用是十分必要的。而爆炸荷载作用下钢管混凝土柱属于高应变率状态,故需要考虑材料的应变率效应。因此,本文将钢管混凝土柱作为研究的对象,主要从爆炸的基本概念、混凝土和钢材的动态力学性能、钢管混凝土柱有限元模拟以及应变和应变率效应等几个方面,系统地研究了钢管混凝土柱的抗爆性能,主要的研究及成果如下:(1)通过运用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,建立了爆炸荷载下钢管混凝土柱有限元模型。利用课题组成员的钢管混凝土柱爆炸试验中测得的圆和方钢管混凝土试件的应变时程曲线,对建立的有限元模型进行了修正,证明了采用流固耦合方法建立的有限元数值模型,其中包括空气和炸药材料模型的选择、钢管、混凝土以及爆坑的模型参数的确定等都是合理的;(2)运用建立的有限元模型,通过改变套箍系数、比例距离、轴压比和截面形式,分析了不同工况下钢管混凝土构件的应变情况。结果表明,套箍系数的增大会使钢管混凝土构件组合弹性模量增大,从而降低构件应变峰值和应变响应周期;比例距离的减少会使钢管混凝土构件刚度削弱程度变大,导致应变峰值和响应周期增大;轴压比的增大能减少钢管混凝土构件跨中最大应变值,同时增大二阶效应对构件的影响;比较等效截面的圆和方钢管混凝土构件的应变变化情况,可得出圆钢管混凝土构件抗爆性能方面比方钢管混凝土构件更优越的结论;随着套箍系数、比例距离和轴压比的变化,钢管混凝土构件中外钢管与内部混凝土的应变变化规律是一致的,差别在于外钢管和内部混凝土的最大应变值,差距在15%之内。(3)根据模拟所得的应变时程曲线,对曲线求导得到应变率时程曲线,选取了应变率时程曲线中最大应变率为依据,拟合了在不同比例距离、套箍系数和轴压比,受到爆炸荷载下方、圆钢管混凝土构件应变率的公式,并求得钢管混凝土构件的动力放大系数。利用所得的动力放大系数,通过简化的等效单自由度分析方法,求得爆炸荷载下钢管混凝土柱跨中的最大挠度,并验证了此算法的可行性。此方法为钢管混凝土柱抗爆设计提供建议。