John Fleetwood Baker, Baron Baker , OBE FRS (19 de marzo de 1901 - 9 de septiembre de 1985) fue un científico e ingeniero estructural británico. [2] [3] [4]
John Fleetwood Baker | |
---|---|
Nació | 19 de marzo de 1901 |
Fallecido | 9 de septiembre de 1985 | (84 años)
Nacionalidad | británico |
Educación | Escuela Rossall , Clare College, Cambridge |
Ocupación | Ingeniero |
Esposos) | Fiona Mary MacAlister Walker |
Niños | Joanna y Dinah |
Padres) | JW Baker y Emily Fleetwood |
Carrera de ingenieria | |
Disciplina | ingeniero estructural |
Instituciones | Institución de ingenieros estructurales |
Proyectos | Baker Building, Departamento de Ingeniería de la Universidad de Cambridge |
Diseño significativo | Refugio Morrison |
Avance significativo | teoría plástica del análisis estructural |
Premios | IStructE Gold Medal OBE Fellow de la Royal Society [1] |
Vida temprana
Baker nació en Liscard , Cheshire, hijo de JW Baker y Emily Fleetwood. Fue educado en Rossall School y Clare College, Cambridge y se casó con Fiona Mary MacAlister Walker en 1928.
Carrera profesional
Después de graduarse, Baker trabajó con el Ministerio del Aire en problemas estructurales de aeronaves . A los 28 años, en 1929, contrajo tuberculosis. Al 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 se parecían poco a las teóricas. Durante su tiempo en este puesto, desarrolló la teoría plástica del diseño, un método revolucionario de diseño de estructuras de acero que da 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 fue galardonado con la Medalla de Oro Telford de la Institución de Ingenieros Civiles por el trabajo. [5]
En 1933 Baker se convirtió en profesor de ingeniería en la Universidad de Bristol , después de lo cual fue asesor científico de la Sección de Diseño y Desarrollo del Ministerio de Seguridad Doméstica de 1939 a 1943. En este tiempo creó el refugio interior Morrison , utilizando su teoría plástica de estructuras análisis. Baker fue nombrado Oficial de la Orden del Imperio Británico (OBE) en los Honores de Cumpleaños de 1941 . [6]
De 1943 a 1968, fue profesor de Ciencias Mecánicas y Jefe de Departamento en el Departamento de Ingeniería de la Universidad de Cambridge . Durante este tiempo, el departamento aumentó en más del triple, de 24 profesores a 111. Usó la estructura del puente ferroviario de Forth como base para las explicaciones de la teoría del diseño estructural a sus estudiantes. Durante su estadía en Cambridge, se utilizó la teoría de la plasticidad 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 1961 Birthday Honors recibió el título de caballero , [7] con el honor conferido por SM la Reina el 5 de julio de 1961. [8 ]
En 1963 se graduó honorario como Doctor en Ciencias en la Universidad de Edimburgo . Fue creado un par vitalicio como Baron Baker , de Windrush en el condado de Gloucestershire el 1 de febrero de 1977. [9]
Teoría de la plasticidad del diseño
El acero puede comportarse de forma elástica o plástica. La deformación elástica es reversible y, con la eliminación de la carga, el material volverá a su forma, posición y distribución de tensiones originales. La deformación plástica no es reversible, y con la remoción de la carga el material asumirá una forma, posición y distribución de tensión diferente a la que tenía originalmente.
La teoría de la plasticidad se basa en el comportamiento plástico y calcula un límite inferior de la carga que puede soportar una estructura (la carga a la que colapsa no será inferior a la calculada). Esto permite diseñar una estructura para que siempre pueda soportar la magnitud de carga elegida, incluso si no se comprende la forma exacta en que lo hace.
La teoría de la elasticidad depende de adivinar la forma en que funciona una estructura y las cargas a las que estará sujeta, y diseñarla para que soporte esas cargas de la manera supuesta. Esto garantiza que sea seguro si se comprende bien la estructura, pero puede que no sea seguro si la estructura soporta las cargas de una manera diferente. Por lo tanto, da un límite superior a 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 de Brown publicaron un relato en dos volúmenes de la historia de las estructuras de acero, con la teoría plástica integral. En la década de 1960 se enseñaba en el curso de ingeniería de la Universidad de Cambridge , y Baker presentó una conferencia de pregrado sobre los principios del 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 producción en masa que pudiera resistir un impacto directo, por lo que era cuestión de seleccionar un objetivo de diseño adecuado que salvaría 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 destruida por una explosión cercana, y el piso del primer piso pivotó alrededor de su otro extremo (sostenido por una pared en gran parte intacta) y mató a los habitantes. . Por lo tanto, el refugio de Morrison fue diseñado para poder soportar la caída del piso superior, de una casa típica de dos pisos que sufre un colapso parcial. El refugio fue diseñado para absorber esta energía por deformación plástica, ya que esta puede absorber dos o tres órdenes de magnitud más de energía que la deformación elástica. [10] Su diseño permitía a la familia dormir bajo el refugio por la noche o durante las redadas, y utilizarlo como mesa de comedor durante el día, convirtiéndolo en un elemento práctico en la casa. [11]
.
Aunque la teoría plástica es teóricamente superior a la teoría elástica, todavía no es de uso común en la actualidad. [ cita requerida ] La teoría elástica, en una forma codificada, se utiliza para el diseño de la mayoría de las estructuras de acero, principalmente debido a la relativa facilidad de uso de la teoría elástica y la informatización de los cálculos. La teoría plástica se utiliza en algunas estructuras y aplicaciones especializadas, específicamente en el diseño de puentes.
Obras
- Un método de distribución de análisis de estrés (informes y memorandos) (1935)
- El análisis de estructuras de ingeniería Alfred John Sutton Pippard , John Fleetwood Baker. Primera edición 1937, muchas ediciones posteriores
- El diseño plástico de los marcos Jacques Heyman, John Baker, CUP 1969
- Empresa versus burocracia: el desarrollo de precauciones estructurales contra ataques aéreos durante la Segunda Guerra Mundial (1978)
- "El esqueleto de acero" vols 1 y 2
Referencias
- ↑ a b Heyman, J. (1987). "John Fleetwood Baker, Baron Baker de Windrush. 19 de marzo de 1901 - 9 de septiembre de 1985" . Memorias biográficas de miembros de la Royal Society . 33 : 2-8. doi : 10.1098 / rsbm.1987.0001 . JSTOR 769944 .
- ^ "Los papeles del barón Baker en JANUS" . Consultado el 19 de octubre de 2006 .
- ^ "Perfil en la Universidad de Cambridge" . Consultado el 19 de octubre de 2006 .
- ^ "Profesor Sir John Fleetwood Baker (1901-1985)" . 125 años de excelencia en ingeniería . Departamento de Ingeniería de la Universidad de Cambridge . Consultado el 7 de febrero de 2007 .
- ^ "Archivo y Biblioteca IMechE" . Instituto de Ingenieros Mecánicos . Consultado el 12 de diciembre de 2016 .
- ^ "No. 35184" . The London Gazette (Suplemento). 12 de junio de 1941. p. 3287.
- ^ "No. 42370" . The London Gazette (Suplemento). 10 de junio de 1961. p. 4144.
- ^ "No. 42409" . The London Gazette . 11 de julio de 1961. p. 5101.
- ^ "No. 47139" . The London Gazette . 3 de febrero de 1977. p. 1527.
- ^ Paul Robertson. "El experimento de Baker con un modelo de refugio de Morrison" . Universidad de Cambridge. Archivado desde el original el 20 de junio de 2010 . Consultado el 24 de junio de 2010 .
- ^ "El diseño del refugio de Morrison" . Fortunecity.co.uk. Archivado desde el original el 6 de marzo de 2009 . Consultado el 24 de junio de 2010 .