石油化工业在生产过程中,极易发生可燃气体在空气中泄露并引发蒸气云爆炸,在生产装置中,石油化工控制室作为控制各装置运行的“神经中枢”和人员聚集场所,当爆炸发生时,必须避免因控制室结构破坏而导致控制装置失控造成二次灾害和人员伤亡。目前,石油化工控制室多为钢筋混凝土结构,对提高抗爆性能的方法主要依靠改变结构构件尺寸大小和材料属性,该方法减小了结构的使用空间且造成材料大量浪费。随着材料学科的发展,多孔夹芯结构作为抗爆吸能材料,具有高吸能、高抗爆作用,本文分别在钢筋混凝土结构石油化工控制室外敷金属泡沫铝材料和使用3D-Kagome点阵夹芯板抗爆墙的装配式钢结构石油化工控制室,对两种新型石油化工控制室结构体系的抗爆性能进行研究。本文使用有限元数值模拟软件,以某一真实石油化工控制室模型为工程背景,分别对采用金属泡沫铝材料和3D-Kgome点阵夹芯板构建的新型石油化工控制室抗爆性能进行研究,主要研究的内容有以下几点:（1）采用TNT当量法模拟蒸气云爆炸,建立炸药与空气数值模型,使用流固耦合算法,得到爆炸冲击波在自由空气中的传播特性和与建筑物之间的相互作用。在空气中选取测点,得到不同位置的超压时程曲线,将不同比例距离下数值模拟的超压峰值结果与国内外经验公式对比。结果表明:数值模拟准确的呈现出冲击波的反射和绕流现象,当比例距离≥1.5时,数值模拟结果与经验公式基本吻合,确保爆炸荷载数值模拟的准确性。（2）以真实石油化工控制室模型为研究对象,分别建立钢筋混凝土结构和钢结构石油化工控制室结构数值模型,钢筋混凝土结构采用整体式建模,对结构钢、金属泡沫铝、钢筋混凝土材料选取的材料模型分别与现场爆炸冲击试验对比分析。结果表明:数值模拟结果与试验结果误差均小于10%,验证了材料模型的有效性。（3）将爆炸荷载作用下钢筋混凝土结构石油化工控制室在无防护下各构件的变形和规范允许变形进行对比分析,各构件变形均满足要求;在此基础上,以控制室的破坏形态和吸能为指标,确定金属泡沫铝夹芯板的最优铺设位置;对铺设的金属泡沫铝材料厚度和控制室剪力墙体厚度进行最优抗爆设计。研究结果发现:控制室结构迎爆面处剪力墙和框架柱变形最大,且发生失效破坏,当TNT当量分别为1t和2t时,迎爆面剪力墙吸能各占总结构的45.1%和76.4%,其余部位变形和吸能较小,泡沫铝最优铺设位置为控制室结构迎爆面处;金属泡沫铝铺设厚度为200mm左右时,控制室剪力墙厚度减少29%,墙体厚度减小过大,泡沫铝发挥抗爆作用不明显。（4）以夹芯层塑性变形能和下面板位移为优化目标,对3D-Kagome点阵夹芯板抗爆墙的面板厚度和夹芯层杆件直径进行最优抗爆性能参数优化设计;将优化后的抗爆墙进行装配,对控制室的动力响应进行分析。研究发现:增加夹芯层杆件直径,上下面板塑性变形能不断增加,夹芯层塑性变形能不断减小,杆件直径过大,夹芯层塑性变形能占比较小;增加面板厚度,夹芯层的塑性变形能占比先增加后趋于稳定,占比值达90%左右,增加面板厚度过大作用不明显;当面板厚度为10mm,杆件直径为8mm时,为点阵夹芯板最优抗爆性能尺寸;不同位置的点阵夹芯板抗爆墙变形均满足规范要求,迎爆面处抗爆墙的最大变形发生于各跨墙体中间位置处。