华侨大学叶勇--中文主页-- Hybrid FE-XGBoost framework for strength prediction of CFRP-CFAAT columns

叶勇(土木工程系副主任/创新团队党支部书记)

学位：工学博士学位
职称：教授

博士生导师

硕士生导师

学位：工学博士学位
办公地点：土木学科实验大楼505办公室
电子邮箱：
职务：土木工程系副主任/创新团队党支部书记

学科：结构工程

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Hybrid FE-XGBoost framework for strength prediction of CFRP-CFAAT columns

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发表刊物：

Structures

摘要：

Concrete-filled aluminum alloy tubular (CFAAT) columns offer superior corrosion resistance but often suffer from limited load-bearing capacity due to the low elastic modulus of aluminum. While confining CFAAT with Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) enhances performance, existing empirical studies are limited by small sample sizes and lack unified design standards. To bridge this gap, this study presents a comprehensive framework combining validated finite element (FE) simulation with a data-driven machine learning approach. First, reliable FE models were validated against experimental results to conduct systematic parametric analysis on five key design factors. Subsequently, a substantial database of 226 specimens was compiled to develop a Bayesianoptimized XGBoost model for strength prediction. Results demonstrate that the proposed model achieves unprecedented accuracy (R²=0.986, MAPE=4.99 %), significantly outperforming existing design codes (EC4, AISC) and empirical equations. Furthermore, SHAP-based interpretability analysis was employed to reveal the underlying strengthening mechanisms, identifying the concrete strength and tube diameter as critical features. This study not only elucidates the synergistic effect of CFRP and aluminum but also provides a robust and intelligent tool for the precision design of CFRP-CFAAT members in marine infrastructure.

论文类型：

期刊论文

页面范围：

2026,86:111410

是否译文：

否

收录刊物：

SCI

第一作者：

王兰

合写作者：

吴相梁,叶勇,李毅

通讯作者：

张伟

附件：

Wang et al (2026)-Hybrid FE-XGBoost framework for strength prediction of CFRP-CFAAT columns.pdf

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个人简介

叶勇，博士，教授，博士生导师，入选福建省“闽江教育领军人才”闽江学者、华侨大学承志学者，福建省高层次人才。现任华侨大学土木工程学院土木工程系副主任、现代组合结构和抗震防灾创新团队党支部(全国党建工作样板支部)书记。获评华侨大学“学生最喜爱的教师”、华侨大学优秀班主任、土木工程学院优秀共产党员。

从事结构工程方向的研究工作。主持国家自然科学基金项目2项、福建省自然科学基金面上项目2项、中国博士后科学基金项目1项、福建省高校青年自然基金重点项目1项等科研项目；获中国钢结构协会科学技术奖特等奖及技术创新奖、福建省科技进步二等奖、泉州市自然科学三等奖、厦门市科技进步三等奖等；在国内外主流学术期刊及会议上发表论文130余篇，其中SCI、EI收录70余篇，1篇论文获英国土木工程师协会(ICE)年度出版奖。参与中国尊大厦(528m)巨型柱混凝土浇筑质量检测与评估、传统石砌农房绿色改良技术集成与示范等重要工程实践。

承担博士生课程《高等结构设计理论》、硕士生课程《钢-混凝土组合结构》、本科生课程《结构抗震设计》《高层建筑结构设计》《工程事故分析处理》等教学工作，并指导本科生毕业设计。获华侨大学青年教师“精彩一堂课”教学竞赛一等奖、土木工程学院青年教师“精彩一堂课”教学竞赛一等奖、土木工程学院第一届课程思政设计技能竞赛一等奖，指导4名本科生获得华侨大学优秀毕业设计(论文)。主持或参与福建省一流本科课程项目、福建省虚拟仿真实验教学项目、华侨大学课程知识图谱建设立项项目、华侨大学研究生产教融合课程等。

指导学生参与各类学科立项和竞赛活动。带领学生获全国大学生结构设计竞赛二等奖1项、三等奖1项，福建省大学生结构设计竞赛一等奖1项、二等奖2项、三等奖1项，全国大学生结构设计信息技术大赛特等奖1项、一等奖2项、二等奖2项，大学生创新创业训练计划国家级立项1项，华侨大学学生课外学术科技作品竞赛一等奖1项、三等奖1项等。

所带领的研究生课题组关注前沿科研领域，致力创新研究与实践；课题组成员团结协作，共同营造和谐的学术氛围，推进课题研究进展；多名硕士生在读期间取得良好的学术成果，曾获研究生国家奖学金、全国高校土建类学科(专业)优秀学位论文、福建省研究生优秀学位论文、华侨大学研究生承志英才优秀学位论文等，并在硕士毕业后继续攻读博士学位。

所在的现代组合结构和抗震防灾创新团队党支部坚持以“党建引领、科研驱动、育人铸魂”为工作主线，创新构建“五个融合”党建工作机制，打造“砼心向党”系列党建品牌，推动党建与教学、科研、社会服务深度融合。党支部2019年入选福建省高校党建工作样板支部，2021年入选福建省高校“双带头人”教师党支部书记工作室，2024年入选第四批全国党建工作样板支部培育创建单位。党支部党建项目入选华侨大学2024-2025年度党支部工作“立项活动”优秀成果一等奖，本人获华侨大学第二届基层党务干部职业能力大赛二等奖，华侨大学深入贯彻中央八项规定精神学习教育专题“好党课”一等奖。

FYI：课题组每年接收1-2名博士后、1名博士研究生、3-4名硕士研究生，欢迎关注和咨询。

微信：qzyeyong

邮箱：qzyeyong@126.com

【课题组部分活动合影】

本科生指导交流合影：

本科生茶话会2.jpg