【科研百人】陈誉：在奋斗中为土木工程事业添砖加瓦

人物名片：陈誉，博士，教授，硕士生导师，城市建设学院土木工程系主任，科技部评审专家，《World Journal of Engineering》associated Editor，《Composites Part B: Engineering》、《Structural Engineering and Mechanics》、《Journal of Central South University》、《工程力学》和《土木工程与管理学报》审稿人，厦门市建设工程评标专家，国家自然科学基金、福建省自然科学基金、浙江省自然科学基金同行评议专家。1998年7月获原江汉石油学院工业与民用建筑专业学士学位，2001年7月获武汉工业大学土木结构工程专业硕士学位，2006年4月获同济大学结构工程专业博士学位。2008年破格晋升为副教授并被聘为硕士生导师，2014年晋升为教授。2010年1月-2012年12月在同济大学与中原油田联合培养博士后流动站工作。2006年7月-8月在多伦多大学访问，2007年7月-8月在牛津大学访问，2014年10月-2015年3月在香港理工大学访问。2013年入选福建省高校杰出青年科研人才，2014年入选福建省高校新世纪优秀人才，2011获得华侨大学科研优秀奖，2013年获得华侨大学中青年骨干教师资助计划，2016年入选“十二五”长江大学科研百人和首届“长江人才计划”领军人才。

陈誉教授主讲4门本科生专业基础课、2门硕士研究生专业课，1门博士研究生专业课；已培养20多名硕士研究生，他们中的大部分人已成为专业技术骨干；目前指导在读硕士研究生6名。

任教10年以来，一直从事钢结构和组合结构的科研工作。主持负责了15项科研项目，其中国家自然科学基金项目3项、福建省自然科学基金3项，国家重点实验室基金资助项目2项，交通行业重点实验室开放基金项目1项，泉州市重点项目1项，中国石化集团中原油田资助项目1项。在《Engineering Structures》、《Construction and Building Materials》、《Composites Part B: Engineering》、《Thin-Walled Structures》、《Journal of Constructional Steel Research》和《Materials and Structures》等国际重要学术期刊上以第一作者或通讯作者发表SCI检索论文31篇，其中2区8篇，3区20篇，4区3篇。在《土木工程学报》、《建筑结构学报》和《工程力学》等国内重要权威学术期刊上发表EI检索论文21篇，并被国内外同行多次引用。出版56万字专著《典型油气管道跨越结构和节点力学性能与设计》1部。多次被邀在国际管结构大会和国际钢与铝结构大会上作分组报告。受邀在第23届国际组合结构工程会议（ICCE-23）上担任钢-混凝土组合结构分会主席。在第11届国际钢管结构学术会议（ISTS-11）上做大会报告。在第6届国际钢和铝结构学术会议（ICSAS-6）上做大会报告。其研究成果获湖北省科技进步二等奖1项。

在长期的教学和科学研究过程中，陈誉教授带领的研究团队形成了钢结构理论及设计、钢-混凝土组合结构、FRP复合材料结构、钢结构桥梁理论及设计、结构数值模拟技术5个特色鲜明的研究方向。

钢管和钢管混凝土相贯节点受力性能与设计方法研究是目前国内和国际的研究热点，是应用需求迫切、应用前景广阔的研究方向，也是国际上钢结构和组合结构领域的研究和应用热点之一。近十年来，利用公派出国研究、访问和学术会议的机会，与其博士生导师陈以一教授、香港大学B.Young教授、新奥尔良大学H. David教授、多伦多大学J. A. Packer教授、澳大利亚莫纳什大学赵晓林教授等进行了广泛深入的学术交流。结合我国国情，针对各种形式的钢管和钢管混凝土相贯节点的静动力性能开展了非常系统的科学研究，共实施了各种类型300多个钢管和钢管混凝土节点分别在腹杆轴压力、平面内弯矩以及平面外弯矩作用下的极限承载力试验，发表了多篇具有国际影响力的高水平SCI论文。国际上首次提出了各种形式的搭接节点、主圆支方节点、大偏心节点、加强方管节点、鸟嘴节点、弯曲弦杆节点和钢管混凝土桁架节点在腹杆轴力、平面内弯矩和平面外弯矩作用下的极限承载力计算公式和实用设计方法。部分研究成果已经被最新修订的《钢结构设计规范》和《钢管结构技术规程》采用。钢管节点部位管件的变形测试方法为其本人提出，测试装置和测试软件均为自行研制。

对碳素钢方管、铝合金方管、不锈钢方管、碳纤维增强布(CFRP)缠绕方管以及挤压成型的玻璃纤维增强材料(GFRP)截面在集中荷载作用下的腹板屈曲性能进行系统的试验和有限元参数研究。实施了400多个不同边界条件、加载条件、支承板宽度与截面高度的金属结构和挤压成型的GFRP方管试件的腹板屈曲性能试验。4种不同的腹板屈曲性能试验的边界条件和加载条件分别为端部一侧翼缘加载(EOF)，内部一侧翼缘加载(IOF)，端部两侧翼缘加载(ETF)和内部两侧翼缘加载(ITF)。每组试验均描述了试件在端部和内部集中荷载作用下的破坏模式，给出了荷载——端位移曲线以及腹板区域应变强度分布曲线，并将边界条件、加载条件、支承板宽度和截面高度对腹板屈曲极限承载力和延性的影响进行了系统的研究。在极限承载力、荷载——端位移曲线以及腹板区域应变强度分布曲线对比基础上，确定参数有限元分析模型。基于有限元参数分析结果，构建腹板屈曲极限承载力基本公式，然后通过一元线性回归并利用MATLAB拟合公式中各系数，最终提出准确实用的各种碳素钢方管、铝合金方管、不锈钢方管、CFRP布缠绕方管以及挤压成型的GFRP方管在不同边界条件下的腹板屈曲极限承载力计算公式。在国际上首次提出碳素钢方管、铝合金方管和不锈钢方管在端部一侧翼缘加载(EOF)，内部一侧翼缘加载(IOF)，端部两侧翼缘加载(ETF)和内部两侧翼缘加载(ITF)4种不同的边界条件和加载条件下的简化腹板屈曲极限承载力计算公式。在国际上首次实施碳纤维增强布(CFRP)缠绕铝合金和镀锌方管以及挤压成型的玻璃纤维增强材料(GFRP)I字型、矩形和槽型截面在集中荷载作用下的四种边界条件的腹板屈曲性能试验，并最终得出极限承载力实用计算公式。

以圆钢管混凝土桁架试验研究为重点，结合非线性有限元分析，进行了圆钢管混凝土桁架的破坏模式、静力极限承载力、受力性能以及设计方法研究。进行了矩形断面、倒三角型断面、梯形断面和正三角形断面圆钢管混凝土桁架的对比试验研究，对不同断面的圆钢管混凝土桁架横向支撑影响、极限承载能力和延性等力学性能进行了系统研究。对桁架极限承载力进行非线性有限元校验研究，将4类断面的圆钢管混凝土桁架的有限元分析结果与试验结果进行对比分析，验证有限元模型的适应性。基于有限元适用性分析，对256榀倒三角断面的圆钢管混凝土桁架进行参数分析研究，得出圆钢管混凝土桁架的受力全过程、破坏模式分布规律及几何参数对该类桁架极限承载力的影响。国际上首次提出断面形式对圆管混凝土桁架整体抗弯刚度具有显著的影响而对极限承载力与整体变形模式影响较小；断面形式对斜腹杆和直腹杆受力性能影响较小而对弦杆的受力性能影响较大；国际上首次提出倒三角断面的圆钢管混凝土桁架的延性和单位用钢量承载力性能最佳，建议多采用该类断面形式的圆钢管混凝土桁架；提出不同跨度下圆钢管混凝土桁架相应的最经济的高跨比、宽高比和间跨比等实用设计方法，以供工程应用参考。

选取刚度和强度适当的油气管道悬索跨越结构桥面板，建立油气管道悬索跨越结构有限元模型，并考虑悬索跨越结构永久荷载产生的初始内力和拉索垂度等几何非线性因素，分析其主要构件在各种永久荷载作用下的受力及变形情况，通过结构动力分析获得结构的自振频率、振型以及清管时跨越结构的动态力学特性。采用反应谱法对悬索跨越结构进行地震反应分析，得到地震反应规律。选择合适的标准反应谱曲线和阻尼修正公式，并根据所求得的阻尼比对反应谱曲线进行阻尼影响的修正。分别沿油气管道悬索跨越结构的纵向、横向、竖向以及考虑多维地震动输入，输入修正后的反应谱曲线，对油气管道悬索跨越结构进行了地震反应谱响应分析，同时分析反应谱曲线阻尼影响的修正与否对大跨度悬索跨越结构地震反应谱响应的影响。提出不同功能要求下的管道悬索跨越结构设计要求和设计方法。以普光后河段油气管道悬索跨越结构作为工程实例，运用有限元分析软件对该工程实例进行有限元建模，提出了通过引入结构优化理论进行悬索跨越结构的主索在空缆状态下找形的方法，并通过同其他文献中提出非线性分析的方法进行对比，通过对比结果验证该方法在同类型悬索跨越上精度可以满足工程要求。通过时程分析模块来模拟管道中的清管球在管道内的行进过程，分析了清管球在不同的速度下行进时结构的受力和变形情况。在地震分析中主要进行了在单向地震波激励下结构的受力和位移情况及在三向一致激励下结构的受力和位移情况。同过对这些不同情况下的内力及位移结果的对比归纳了在地震时程响应下反应的一些规律。国际上首次提出针对油气管道运输使用功能的悬索跨越结构的计算方法和设计方法。

（编辑 陆峰）