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ジョン・フリートウッド・ベイカー、ベイカー男爵、FRS（1901年3月19日 - 1985年9月9日）は、イギリスの科学者、構造エンジニアであった。[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]
ベイカーはチェシャー州リスカードで、JW ベイカーとエミリー・フリートウッドの息子として生まれた。ロソール・スクールで教育を受け、 1919年に数学の奨学金を得てケンブリッジ大学クレア・カレッジに入学した[ 5 ]。1928年にフィオナ・メアリー・マカリスター・ウォーカーと結婚した。
1923年に卒業後、ベイカーはアルフレッド・ピパードの下で航空省で飛行船の構造問題に取り組んだ。28歳だった1929年、彼は結核に罹患した。回復後、彼は構造用鋼の研究委員会の技術担当官となり、構造用鋼の測定応力が理論値とほとんど一致しない理由を調査した。この職務に就いていた間、彼は塑性設計理論を開発した。これは鋼構造の設計における革新的な方法で、崩壊荷重の下限値を与えるため、常に安全である。それまで、鋼構造の設計はすべて弾性設計理論に基づいていた。1932年、彼はこの業績により土木学会のテルフォード金メダルを授与された。[ 6 ]
1933年、ベイカーはブリストル大学の工学教授に就任し、その後1939年から1943年まで内務省設計開発課の科学顧問を務めた。この間、彼は構造解析の塑性理論を用いてモリソン屋内シェルターを設計した。ベイカーは1941年の女王誕生日叙勲で大英帝国勲章オフィサー（OBE）に叙せられた。[ 7 ]
1943年から1968年まで、彼はケンブリッジ大学工学部で機械科学の教授および学科長を務めた。この間、学科の規模は講師24名から111名へと3倍以上に拡大した。彼はフォース鉄道橋の構造を例に挙げ、学生たちに構造設計理論を説明した。ケンブリッジ在任中、塑性理論を用いて同学科の新しいベイカー・ビルディングが設計され、この手法で設計された世界初の建物となった。
1956年、ベイカーは王立協会のフェローに選出され、1970年には同協会のロイヤル・メダルを授与された。 [ 1 ] 1961年の女王誕生日叙勲ではナイトの称号を授与され、[ 8 ] 1961年7月5日に女王陛下からその栄誉を授けられた。[ 9 ]
1963年、彼はエディンバラ大学から名誉理学博士号を授与された。1977年2月1日、彼はグロスターシャー州ウィンドラッシュのベイカー男爵として一代貴族に叙せられた。 [ 10 ]
鋼は弾性変形と塑性変形のいずれかを示す。弾性変形は可逆的であり、荷重を取り除くと材料は元の形状、位置、応力分布に戻る。塑性変形は不可逆的であり、荷重を取り除くと材料は元の形状、位置、応力分布とは異なる形状、位置、応力分布をとる。
塑性理論は塑性挙動に基づいており、構造物が支えられる荷重の下限値を算出します（構造物が崩壊する荷重は、算出された値よりも低くなることはありません）。これにより、構造物が常に選択した荷重に耐えられるように設計することが可能になります。ただし、その具体的なメカニズムは必ずしも解明されているわけではありません。
弾性理論は、構造物の挙動や受ける荷重を推測し、想定された方法で荷重を支えるように設計することに基づいています。構造物が十分に理解されていれば安全が確保されますが、荷重の受け方が異なる場合は安全ではない可能性があります。そのため、弾性理論は崩壊荷重の上限値（崩壊する荷重は計算値を超えることはない）を示します。弾性設計は構造物の変形に敏感であり、小さな変形にしか適用できません。
1950年代、ベイカーとブラウン大学のW・プレイガーは、塑性理論を不可欠な要素とする鋼構造の歴史に関する2巻の著作を出版した。1960年代には、ケンブリッジ大学の学部工学課程でこの理論が教えられるようになり、ベイカーはモリソンシェルターの設計原理に関する学部生向け講義を、自身の構造物の塑性設計理論への興味深い入門として行った。1968年にはこの講義にチャールズ皇太子が出席しており、その内容は以下のように要約できる。
直撃に耐えられるような大量生産向けの設計は非現実的であったため、爆撃を受けた家屋の爆風被害の多くのケースで人命を救うことができる適切な設計目標を選択することが重要であった。爆撃を受けた建物の調査によると、多くの場合、家屋の一方の端の壁が近くの爆風で吸い込まれたり吹き飛ばされたりし、1階の床がもう一方の端（ほぼ無傷の壁で支えられている）を中心に回転し、住人が死亡した。そのため、モリソンシェルターは、部分的に崩壊した典型的な2階建て住宅の上階の落下に耐えられるように設計された。このシェルターは、弾性変形よりも2桁または3桁大きいエネルギーを吸収できる塑性変形によってこのエネルギーを吸収するように設計された。[ 11 ]この設計により、家族は夜間や空襲中にシェルターの下で眠ることができ、日中はダイニングテーブルとして使用できたため、家の中で実用的なアイテムとなった。[ 12 ]
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