John Fleetwood Baker, barón Baker , OBE FRS (19 de marzo de 1901 - 9 de septiembre de 1985) fue un científico e ingeniero estructural británico. [2] [3] [4]
Baker nació en Liscard , Cheshire, hijo de J. W. Baker y Emily Fleetwood. Estudió en la Rossall School y en el Clare College de Cambridge , y se casó con Fiona Mary MacAlister Walker en 1928.
Después de graduarse, Baker trabajó con el Ministerio del Aire en problemas estructurales de dirigibles . A los 28 años, en 1929, contrajo tuberculosis. Tras recuperarse, se convirtió en oficial técnico del Comité de Investigación de Acero Estructural, que estaba investigando por qué las tensiones medidas en el acero estructural guardaban poca semejanza con las teóricas. Durante su tiempo en este puesto, desarrolló la teoría plástica del diseño, un método revolucionario de diseño de estructuras de acero que proporciona un límite inferior a la carga de colapso y, por lo tanto, siempre es seguro. Hasta entonces, todo el diseño de estructuras de acero se basaba en la teoría elástica del diseño. En 1932 recibió la Medalla de Oro Telford de la Institución de Ingenieros Civiles por su trabajo. [5]
En 1933, Baker se convirtió en profesor de ingeniería en la Universidad de Bristol , tras lo cual fue asesor científico de la Sección de Diseño y Desarrollo del Ministerio de Seguridad Interior de 1939 a 1943. En este tiempo creó el refugio interior Morrison , utilizando su teoría plástica de análisis estructural. Baker fue nombrado Oficial de la Orden del Imperio Británico (OBE) en los Honores de Cumpleaños de 1941. [ 6]
De 1943 a 1968 fue catedrático de Ciencias Mecánicas y jefe de departamento en el Departamento de Ingeniería de la Universidad de Cambridge . Durante este tiempo, el departamento triplicó su tamaño, pasando de 24 profesores a 111. Utilizó la estructura del puente ferroviario de Forth como base para explicar la teoría del diseño estructural a sus estudiantes. Durante su estancia en Cambridge, la teoría de la plasticidad se utilizó para diseñar el nuevo edificio Baker del departamento, convirtiéndolo en el primer edificio del mundo diseñado con este método.
En 1956, Baker fue elegido miembro de la Royal Society y recibió su Medalla Real en 1970. [1] En los honores de cumpleaños de 1961 recibió el título de caballero , [7] honor que le confirió Su Majestad la Reina el 5 de julio de 1961. [8]
En 1963 se graduó honorario como Doctor en Ciencias en la Universidad de Edimburgo . Fue nombrado par vitalicio como Barón Baker , de Windrush en el condado de Gloucestershire el 1 de febrero de 1977. [9]
El acero puede comportarse de forma elástica o plástica. La deformación elástica es reversible y, al retirar la carga, el material recuperará su forma, posición y distribución de tensiones originales. La deformación plástica no es reversible y, al retirar la carga, el material asumirá una forma, posición y distribución de tensiones diferentes a las que tenía originalmente.
La teoría de la plasticidad se basa en el comportamiento plástico y calcula un límite inferior para la carga que puede soportar una estructura (la carga con la que colapsa no será inferior a la calculada). Esto permite diseñar una estructura de modo que siempre pueda soportar la magnitud de carga elegida, incluso si no se comprende exactamente cómo lo hace.
La teoría de la elasticidad se basa en adivinar la forma en que funciona una estructura y las cargas a las que estará sometida, y diseñarla para que soporte esas cargas de la manera supuesta. Esto garantiza que sea segura si se comprende bien la estructura, pero puede no ser segura si la estructura soporta las cargas de una manera diferente. Por lo tanto, proporciona un límite superior para la carga de colapso (la carga a la que colapsa no será mayor que la calculada). El diseño elástico es sensible a la deformación de la estructura y solo funciona para pequeñas deflexiones.
Durante la década de 1950, Baker y W. Prager, de la Universidad Brown, publicaron un relato en dos volúmenes sobre la historia de las estructuras de acero, en el que la teoría plástica era parte integral. En la década de 1960, se enseñaba en el curso de ingeniería de grado en la Universidad de Cambridge , y Baker presentó una conferencia de grado sobre los principios de diseño del refugio Morrison como una interesante introducción a su teoría del diseño plástico de estructuras; en 1968, a esta conferencia asistió el Príncipe Carlos , y se puede resumir de la siguiente manera:
No era práctico producir un diseño para la producción en masa que pudiera resistir un impacto directo, por lo que se trataba de seleccionar un objetivo de diseño adecuado que salvara vidas en muchos casos de daños por explosión en casas bombardeadas. El examen de los edificios bombardeados indicó que, en muchos casos, una pared del extremo de una casa fue succionada o volada por una explosión cercana, y el piso del primer piso giró sobre su otro extremo (sostenido por una pared en gran parte intacta) y mató a los habitantes. Por lo tanto, el refugio Morrison fue diseñado para poder soportar la caída del piso superior, de una típica casa de dos pisos que sufría un derrumbe parcial. El refugio fue diseñado para absorber esta energía por deformación plástica, ya que esta puede absorber dos o tres órdenes de magnitud más energía que la deformación elástica. [10] Su diseño permitió a la familia dormir bajo el refugio por la noche o durante las incursiones, y usarlo como mesa de comedor durante el día, lo que lo convirtió en un elemento práctico en la casa. [11]
.