张建

发布时间: 2014-10-31      访问次数: 4712

 

张建

博士,教授,博士生导师

东南大学土木学院/城市工程科学技术研究院

南京市四牌楼二号55312

邮箱:jian@seu.edu.cn

 

 

张建,东南大学土木工程学院教授、博士生导师,江苏省工程力学分析重点实验室主任。获西安交大学士和硕士、日本京都大学博士学位、美国加州大学圣地亚哥分校(UCSD)博士后,曾任美国Drexel大学研究助理教授。长期从事结构动力学与健康监测领域的创新研究和工程实践,发表学术论文80余篇,其中第一/通讯作者SCI期刊论文30余篇,学术专著2部,授权国家发明专利10项,国内外学术会议大会主题/邀请报告10余次,其中包括在意大利举行的ISHMII7国际会议大会主题报告。主持国家自然科学基金、863项目子课题等省部级以上项目12项,成果应用于美国ThrogsNeck大桥、苏通大桥、江苏大剧院等20余项大型工程。担任SAUS2012国际会议副主席、IFCER2014国际会议秘书长、30余次国际会议科学委员会委员、分会主席等。担任《Journal of Structural Control and Monitoring》等国内外期刊编委、客座编辑,30余个国际期刊的审稿人。担任国际智能结构健康监测协会(ISHMII)理事,中国结构抗振控制与健康监测专业委员会委员、青年委员会副主任委员。获2014年江苏省科技进步一等奖、2016年中国公路学会科学技术一等奖。入选国家青年千人计划、江苏省双创人才计划、江苏省杰青。

 

研究方向

大型桥梁与建筑结构振动测试

海量数据处理方法与软件开发

高新信息技术在结构健康诊断中的应用

复杂结构有限元分析与实验测试

生命线工程安全保障

智能传感与智慧城市

 

代表性论文

[1]J Zhang (张建)*, SL Guo, QQ Zhang. Mobile Impact Test Data Integrating for Flexibility Identification with only a Single Reference. Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering, 2014 DOI:10.1111/mice.12112.(SCI)

[2]J Zhang (张建)*, CF Wan, T Sato. Advanced Markov Chain Monte Carlo Approach for Finite Element Calibration under Uncertainty. Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering. 28:522-530,2013.(SCI)

[3]J Zhang (张建)* , YY Cheng, Q Xia, ZS Wu. Change Localization of a Steel Stringer Bridge through Long-Gauge Strain Measurements. ASCE J. Bridge Eng. 10.1061/(ASCE)BE.1943-5592.0000802. 2017.(SCI)

[4]Qi Xia,J Zhang (张建)*, YD Tian, YF Zhang. Experimental Study of Thermal Effects on a Long Span Suspension Bridge. ASCE J. Bridge Eng., 10.1061/BE.1943-5592.0001083. 2017.(SCI)

[5]Q Xia, YY Cheng, J Zhang (张建)*, FQ Zhu. In-Service Condition Assessment of a Long-Span Suspension Bridge Using Temperature-Induced Strain Data. ASCE J. Bridge Eng., 22(3), 2017.(SCI)

[6]J Zhang (张建)* , YD Tian, CQ Yang, BT Wu, ZS Wu, G Wu, X Zhang, LM Zhou. Vibration and Deformation Monitoring of a Long-Span Rigid-Frame Bridge with Distributed Long-Gauge Sensors. ASCE Journal of Aerospace Engineering, 30(2), 2017.(SCI)

[7]J Zhang (张建)*, J Prader, KA Grimmelsman, FL Moon, EA Aktan, A Sayama. Experiment Vibration Analysis for Structural Identification of a Long-Span Suspension Bridge. ASCE Journal of Engineering Mechanics, DOI: 10.1061/(ASCE)EM.1943-7889.0000416.(SCI)

[8]J Zhang (张建)*, JC Xu, SL Guo, ZS Wu. Flexibility-based Structural Damage Detection with Unknown Mass for IASC-ASCE Benchmark Studies. Engineering Structures, 48: 486-496, 2012.(SCI)

[9]J Zhang (张建)*, T Sato, S Iai, TC Hutchinson. A Pattern Recognition Technique for Structural Identification Using Observed Vibration Signals: Linear Case Studies. Engineering Structures, 30(5): 1439-1446, 2008.(SCI)

[10]J Zhang (张建)*, T Sato, S Iai, T Hutchinson. A Pattern Recognition Technique for Structural Identification Using Observed Vibration Signals: Nonlinear Case Studies. Engineering Structures, 30(5):1417-1423, 2008.(SCI)

[11]J Zhang (张建)*, T Sato, S Iai. Non-linear System Identification of the Versatile-typed Structures by a Novel Signal Processing Technique. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 36(7):909-925, 2007.(SCI)

[12]J Zhang (张建)*, T Sato. Experimental Verification of the Support Vector Regression Based Structural Identification Method by Using Shaking Table Test Data. Structural Control and Health Monitoring, 15(4):505-517, 2008.(SCI)

[13]J Zhang (张建)*, T Sato, S Iai. Novel Support Vector Regression for Structural System Identification. Structural Control and Health Monitoring, 14(4): 609-626, 2007.(SCI)

[14]J Zhang (张建)* , QQ Zhang, SL Guo, DW Xu, ZS Wu. Structural Identification of Short/middle Span Bridges by Rapid Impact Testing: Theory and Verification. Smart Materials and Structures, 24(6),2015.(SCI)

[15]J Zhang (张建)*, PJ Li, ZS Wu. A New Flexibility-based Damage Index for Structural Damage Detection. Smart Materials and Structures, 22(2), 2013.(SCI)

[16]J Zhang (张建)*, FL Moon. A New Impact Testing Method for Efficient Structural Flexibility Identification. Smart Materials and Structures, 21(5):2012.(SCI)

[17]J Zhang (张建) *, FL Moon. Novel Structural Flexibility Identification in Narrow Frequency Bands. Smart Materials and Structures, 21(12):2012.(SCI)

[18]J Zhang (张建)*, CF Wang, T Sato, ZS Wu, J Zhang. Damage Identification Using Chaotic Excitation. Smart Structures and Systems, 11(1):105-112, 2013.(SCI)

[19]J Zhang (张建)*, QQ Zhang, Q Xia, J Zhang, ZS Wu. Optimal layout of Long-gauge Sensors for Deformation Distribution Identification. Smart Structures and Systems, 18(3): 389-403, 2016.(SCI)

[20]J Zhang (张建)* , Y Zhou, PJ Li. Practical Issues in Signal Processing for Structural Flexibility Identification. Smart Structure and system, 15(1):209-225,2015.(SCI)

[21]J Zhang (张建)*, RQ Yan, CQ Yang. Structural Modal Identification through Ensemble Empirical Modal Decomposition. Smart Structures and Systems, 11(1):123-134, 2013.(SCI)

[22]J Zhang (张建)* , Q Xia, YY Cheng, ZS Wu. Strain Flexibility Identification of Bridges from Long-gauge Strain Measurements. Mechanical System and Signal Processing, 62-63:272-283, 2015.(SCI)

[23]J Zhang (张建)*, SL Guo, X Chen. Theory of Un-scaled Flexibility Identification from Output-Only Data. Mechanical Systems and Signal Processing, 48:232-246, 2014.(SCI)

[24]J Zhang (张建)* , W Hong, YS Tang, CQ Yang, G Wu, ZS Wu. Structural Health Monitoring of a Steel Stringer Bridge with Area Sensing. Structural and Infrastructural Engineering, 10: 1049-1058, 2014.(SCI)

[25]Q Xia, YD Tian, XW Zhu, DW Xu, J Zhang (张建)*. Structural Damage Detection by Principle Component Analysis of Long-Gauge Dynamic Strains. International Journal of Structural Engineering and Mechanics, 54(2):379-392, 2015.(SCI)

[26]PJ Li, DW Xu, JZhang (张建)*. Probability-based structural health monitoring through Markov Chain Monte Carlo sampling. International Journal of Structural Stability and Dynamics. 2016,16:(7)1550039.(SCI)

[27]SL Guo, J Zhang (张建)*. Structural Identification by Processing Dynamic Macro Strain Measurements. Advances in Structural Engineering, 17:1117-1128, 2014.(SCI)

[28]J Zhang(张建)*, RQ Yan, T Sato. Automated Data Interpretation for Practical Bridge Identification. Structural Engineering and Mechanics, 46(3):433-445, 2013.(SCI)

[29]Q Xia, JJ Wu, ZW Zhu, J Zhang (张建)*. Experimental Study of Vibration Characteristics of FRP Cables based on Long-gauge Strain. Structural Engineering and Mechanics. 2017.(SCI)

[30]J Zhang (张建), TC Hutchinson. Inelastic Pile Behavior with and Without Liquefaction Effects. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 36: 12-19, 2012.(SCI)

[31]TC Hutchinson, J Zhang(张建), E Charles. Development of a Drift Protocol for Seismic Performance Evaluation Considering a Damage Index Concept. Earthquake Spectra, 27(4):1049-1076, 2011.(SCI)

[32]J Zhang(张建), T Sato, S Iai. Support Vector Regression for Structural Identification Via Component-mode Synthesis. Structural Engineering and Mechanics, 25(5):631-636, 2007.(SCI)

[33]J Zhang (张建), T Sato, S Iai. Support Vector Regression for On-line Health Monitoring of Large-scale Structures. Structural Safety, 28(4):392-406, 2006.(SCI)

代表性成果:

1.桥快速测试与诊断理论及其一体化装置开发

如何实现国家公路网上为数众多中小桥梁的快速诊断与安全普查从而保证它们的健康安全是土木工程领域一项迫切需要解决的关键问题。课题组在近十年的研究基础上,提出并开发了基于冲击振动的桥梁快速测试方法及一体化装置。基本思想:一种桥梁快速检测车集成了桥梁冲击系统,传感器布置系统,一体化控制系统,全程数据分析系统,并进行桥梁全面参数的识别(包括深层次参数,柔度),能够快速可靠地实现桥梁结构的参数识别与承载能力评估。所开发的桥梁快速测试一体化装置能够实现桥梁的“随到随测,随测随走,高频高效”,大大提高了桥梁快速检测的效率,并降低了成本。有望实现公路网上广大桥梁的快速普查与评估。

  

2.非接触式位移测量设备开发

先进传感与监测是结构健康诊断的基础。在结构的智能化监测部分,课题组创新性引入信息科学的先进雷达技术,自主开发了基于微波干涉雷达的大型土木工程结构非接触式动态微变形测量技术与设备,可在1000m距离内,实现精度达0.01mm的高层建筑与大跨桥梁的微小动态变形测量。土木工程结构体型庞大、日常服役条件下变形微小,因此对雷达测距技术提出了测量距离远范围大、动态变形测量精准等高要求。如图所示为所开发技术应用于扬州北橙子河大桥环境振动测试中变形测量的情况,所测结果与经应变测量反演得出的位移时程一致,显示了所开发技术的有效性与精准性。

  

  

  

3.长大跨桥梁海量监测数据分析与长期性能研究

在江阴大桥的应用案例中,利用信息几何、聚类分析、EEMD、小波等技术处理长达十年的江阴大桥监测数据,其中包括地震、船撞、雪灾、大雾中断交通等异常状况,为结构突发事故实时预警与长期性能研究奠定数据基础。通过长期的监测数据研究与分析,揭示了温度与应变、变形与索力等结构反应的映射关系,特别的是建立了不同结构形式下由所监测结构温度梯度与应变进行温度应力、边界约束刚度、温度变形计算的方法。基于此,课题组进一步提出了基于温度荷载(输入)及结构温度反应(输出)结构损伤评估方法,以及考虑温度应力的预警方法,并已应用和推广至江阴大桥等多座长大跨桥梁的现场健康监测系统。

典型工程案例:

1.扬州北澄子河大桥冲击振动测试

课题组以一座三跨预应力混凝土连续箱型梁桥为例,验证了冲击振动测试理论与开发的冲击荷载产生装置应用于实桥测试的可靠性。分别对该桥进行了冲击振动测试和静载测试。在静载测试中,利用长标距应变传感器测试结构在静力荷载下的应变,结合改进的共轭梁方法反演结构在静力荷载下的变形;在冲击振动测试中,利用开发的冲击荷载产生装置对其进行多参考点冲击振动测试,结合冲击振动测试数据的柔度识别理论,识别结构的位移柔度矩阵并预测结构在指定静力荷载下的变形曲线,与静载实验得到的真实变形值比较,验证所提出测试方法及数据处理方法的有效性。

  

2.苏通大桥航道桥健康监测

基于长标距传感单元能直接关联长标距应变等局部参量和结构位移转角等宏观参量的特性,本课题组建立了基于区域分布传感和共轭梁方法直接反演大型结构动静态变形分布的显示计算方法。因相互关系明晰,不产生累计误差,经试验与现场验证其变形精度可达0.01mm。课题组应用该方法到苏通大桥既有健康监测系统的升级改造工程,通过区域分布传感技术与所开发的显示计算方法首次实现了百米级刚构桥微小挠度分布的精确实时监测。

  

  

3.江苏大剧院施工监控

江苏大剧院建筑面积25万平方米,耗资40亿,如此大规模的工程,施工监测可以起到安全施工、及时预警、验证设计等方面的作用。本课题组利用长标距光纤传感器(结构表面布设类型),光纤自传感FRP筋(结构内部埋设类型)以及光纤解调技术与设备进行施工监控,并建立了基于截面纤维模型分析的复杂结构参数的全面剖析方。其基本思想是利用所监测区域分布应变,依据纤维模型建立应变和结构各参数的力平衡方程并揭示其内在联系,从而深度剖析得出结构关键区域(底环梁和柱脚节点)的复杂力学状况,如曲率、转角、变形、荷载等各类参数,为该超标超限类型结构的设计验证及施工阶段的安全保障提供了重要技术支撑。

  

  

  

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