CONSTRUCTION HISTORY - Vrije Universiteit Brussel
CONSTRUCTION HISTORY - Vrije Universiteit Brussel
CONSTRUCTION HISTORY - Vrije Universiteit Brussel
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
ANNEX STRATEGIC RESEARCH PROGRAMS- Growth Funding<br />
<strong>CONSTRUCTION</strong> <strong>HISTORY</strong><br />
DIGITAL COPY OF FIVE MOST IMPORTANT PUBLICATIONS FOR THE LAST FIVE YEARS OF APPLICANTS INGE BERTELS<br />
AND INE WOUTERS<br />
Inge Bertels<br />
Ine Wouters<br />
Bertels, I., 2011/2012, “Building Contractors in late-Nineteenth-century Belgium: from Craftsmen to<br />
Contractors”, in: Construction History, 26, pp: 1 – 18.<br />
Bertels, I. and Tritsmans, B., 2011, “Stad en architectuur. Recente evoluties in het historisch onderzoek<br />
naar stedelijke architectuur in het negentiende-eeuwse België”, in: Stadsgeschiedenis, 1/5, pp: 93 –<br />
106.<br />
Bertels, I., De Munck, B., and Van Goethem, H. (eds.), 2010, Antwerpen, biografie van een stad,<br />
Antwerp, 390p.<br />
Intrdocution: Een stad is haar geschiedenis (Bertels, I., De Munck, B. and Van Goethem, H.)<br />
Chapter I: Stadslandschap. Ontwikkelingen en verwikkelingen van een stedelijke ruimte<br />
(Bertels, I., Bisschops, T. and Blondé, B.)<br />
Bertels I. and De Jonge, K., 2009, “Building specifications and the growing standardizing of public<br />
building regulation in nineteenth-century Belgium”, in: Lorenz, W. et al (ed.) Proceedings of the third<br />
International Congress on Construction History, Cottbus, p. 197-204.<br />
Bertels, I., 2008, “Technical discourses on primary educational buildings: governmental publications<br />
in the 19th century”, in: Garric,J.P. (ed., La construction savante: les avatars de la littérature<br />
technique, Paris: CNAM-INHA, p. 263-273.<br />
Quentin Collette, Ine Wouters, Leen Lauriks, Koen Verswijver, 2012, ‘Les assemblages rivetés des<br />
structures historiques en fer et en acier : un siècle d'effervescences technologiques, structurelles et<br />
géométriques (1840-1940)’, in: Matériaux et Techniques, Issue 2, Volume 100, pp. 137 – 154.<br />
Leen Lauriks, Ine Wouters, Jan Belis, Quentin Collette, 2011, ‘Lap shear tests on adhesive bonds of<br />
historic iron and mild steel’, in: Stahlbau, Issue 6, Volume 80, pp. 413 – 418.<br />
Ine Wouters, Iris De Graeve, Dieter Van de Velde, Quentin Collette, Michael De Bouw, 2011, ‘Towards<br />
a non-destructive methodology to distinguish wrought iron from mild steel in 19th century structures‘,<br />
in: Proceedings of International. Conference on Structural Studies, Repairs and Maintenance of<br />
Heritage Architecture XII (STREMAH 2011), pp. 285 – 293.<br />
Ine Wouters, Michael de Bouw, Sigrid Adriaenssens, Ann Verdonck, 2009, ‘Upgrading mainland<br />
Europe’s oldest iron suspension footbridge’, in: Steel Construction. Design and Research, Volume 2, pp.<br />
36 – 41.<br />
Michael de Bouw, Ine Wouters, Jean Vereecken, Leen Lauriks, 2009, ‘Iron and steel varieties in<br />
building industry between 1860 and 1914 ? A complex and confusing situation resolved’, in:<br />
Construction and Building Materials, issue 8, vol 23, pp.2775 – 2787.
ANTWERPEN<br />
Biografie van een stad
ANTW
BIOGRAFIE<br />
VAN EEN STAD<br />
ERPEN<br />
M E U L E N H O F F | M A N T E A U
EEN STAD IS<br />
HAAR GESCHIEDENIS<br />
Inge Bertels, Bert De Munck en<br />
Herman Van Goethem 7<br />
i.<br />
STADSLANDSCHAP<br />
Ontwikkelingen en verwikkelingen<br />
van een stedelijke ruimte<br />
Inge Bertels, Tim Bisschops en<br />
Bruno Blondé 11<br />
ii.<br />
HET CALIMERO-<br />
COMPLEX VAN DE STAD<br />
Een politieke cultuur<br />
van klagen en vernieuwen<br />
Marnix Beyen, Luc Duerloo, Herman<br />
Van Goethem en Carolien Van Loon 67<br />
iii.<br />
ZILT SUCCES<br />
Functieverschuivingen<br />
van een stedelijke economie<br />
Helma De Smedt, Peter<br />
Stabel en Ilja Van Damme 109<br />
iv.<br />
ANDERS GAAN LEVEN ?<br />
Spanningen en conflicten<br />
over stad en leefmilieu<br />
Tim Soens, Peter Stabel en<br />
Bart Tritsmans 145<br />
v.<br />
RUBENSMANIA<br />
De complexe constructie<br />
van cultuur in heden en verleden<br />
Brecht Deseure, Henk De Smaele,<br />
Guido Marnef en Bart Tritsmans 179<br />
vi.<br />
POORTEN EN PAPIEREN<br />
Diversiteit en integratie<br />
in historisch perspectief<br />
Bert De Munck, Hilde Greefs<br />
en Anne Winter 211<br />
I N H O U D S T A F E L<br />
vii.<br />
OVER ‘DRINKEBROERS’<br />
EN ‘VECHTERSBAZEN’<br />
Sociale organisaties, arbeidsverhoudingen<br />
en collectieve actie in Antwerpen<br />
Bert De Munck en<br />
Maarten Van Ginderachter 245<br />
viii.<br />
EEN PROBLEEMSTAD ?<br />
Spanningsvelden tussen burgerlijke<br />
waarden en sociale realiteiten<br />
Bruno Blondé, Maarten F. Van Dijck en<br />
Antoon Vrints 277<br />
ix.<br />
STEDELIJKHEID<br />
ALS PROJECT<br />
Eric Corijn 309<br />
x.<br />
ANTWERPENAREN<br />
IN BEELD :<br />
De kantelende negentiende eeuw<br />
Herman Van Goethem 327<br />
NOTEN<br />
375<br />
REGISTERS<br />
381<br />
5
EEN STAD IS<br />
HAAR GESCHIEDENIS<br />
I N G E B E R T E L S , B E R T D E M U N C K E N H E R M A N VA N G O E T H E M<br />
Steden komen zelden positief in het nieuws. De prangende maatschappelijke<br />
uitdagingen en problemen situeren zich vandaag immers vooral in een<br />
stedelijke context. Armoede, werkloosheid, onveiligheid, sociale ongelijkheid,<br />
integratieproblemen en milieuvervuiling komen stuk voor stuk het scherpst<br />
tot uiting in steden. En als er plannen worden gemaakt, dan blijken ze vaak<br />
moeilijk uitvoerbaar of ze stuiten op protest. Ondanks de goede wil en het<br />
voluntarisme op vele maatschappelijke fronten worden steden steeds vaker<br />
als ‘onleefbaar’ of ‘onbestuurbaar’ beschouwd.<br />
Misschien kan het helpen om de problemen en de oplossingen die doorgaans<br />
worden aangereikt in een langetermijnperspectief te plaatsen. De<br />
historische invalshoek kan immers de analyse verdiepen en van daaruit bijdragen<br />
tot het doordenken van perspectieven, plannen en projecten. In dit<br />
boek reflecteren tweeëntwintig auteurs, van wie het merendeel historicus<br />
of historica verbonden aan de <strong>Universiteit</strong> Antwerpen, vanuit een historisch<br />
perspectief over de Antwerpse stedelijke samenleving. De nadruk ligt<br />
op de rol van de actoren in de stad en de positie van de stad in de bredere<br />
samenleving. Vanuit haar specifieke geografische en strategische ligging is<br />
Antwerpen immers zowel motor van economie en drager van cultuur als<br />
thuishaven voor opeenvolgende generaties mensen en gezinnen. Een stad<br />
als Antwerpen vertelt de geschiedenis van heel diverse bewoners, bestuurders<br />
en gebruikers. Samen hebben ze de stad gemaakt tot wat ze vandaag<br />
7
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : E E N S T A D I S H A A R G E S C H I E D E N I S<br />
8<br />
is en op hun beurt zijn ze door de stad geworden wat ze vandaag zijn. We<br />
zien de stad dus niet louter als een speelbal van externe factoren, noch als<br />
een toevallige bühne waarop zich bepaalde processen afspelen. In dit boek<br />
willen we ook de stad zelf een forum geven, door te tonen hoe ze samen<br />
met verschillende actoren en groepen bepaalde manieren van denken, doen<br />
en samenleven genereert. In dat opzicht gaat het ook om stedelijke identiteit.<br />
Vandaar ook de titel van dit boek: Antwerpen. Biografie van een stad.<br />
Dit boek is daarom geen strikt ‘academische’ publicatie, waarin we simpelweg<br />
de inzichten uit recent historisch onderzoek op een rijtje zetten of<br />
aan een breder publiek presenteren. Het doet ook niet mee met de nostalgische<br />
hang naar erfgoed die vandaag steeds weer een soort tegengewicht<br />
lijkt te moeten bieden voor de steeds snellere transformaties van onze<br />
samenleving. We trachten integendeel de hedendaagse stedelijke samenleving<br />
en de manier waarop ze wordt gepercipieerd en bejegend beter te<br />
begrijpen door de actuele probleem- en spanningsvelden als het ware<br />
genealogisch te reconstrueren. Bijgevolg is dit boek ook geen ‘traditionele’<br />
stadsgeschiedenis, met een thematische aanpak waarin sociale, culturele,<br />
economische en politieke dimensies stap voor stap en chronologisch worden<br />
belicht. We hebben er immers expliciet voor gekozen te werken rond<br />
een beperkt aantal actuele thema’s waarin telkens al deze dimensies sterk<br />
met elkaar verweven zijn. Het spreekt vanzelf dat deze aanpak ook zijn<br />
beperkingen heeft. Niet alle historische periodes kunnen even uitvoerig<br />
aan bod komen, terwijl naargelang van het thema het ene tijdvak soms<br />
meer aandacht krijgt dan het andere. De focus op één stad maakt het<br />
bovendien ook moeilijker om transformaties en structuren in beeld te<br />
brengen die deze stad overstijgen. We maken ons echter sterk dat we Antwerpen<br />
niet als een eiland hebben benaderd, maar wel als een entiteit waarvan<br />
de evolutie enkel kan worden begrepen in samenhang met bredere<br />
maatschappelijke transformaties.<br />
Kortom, dit boek wil niet alleen aantonen hoe gelaagd en divers de<br />
geschiedenis van Antwerpen is, maar ook hoe ‘historisch’ de actuele problemen<br />
en debatten zijn. Met het oog daarop hebben het Centrum voor<br />
Stadsgeschiedenis en de Onderzoeksgroep Politieke Geschiedenis, beide<br />
verbonden aan het departement geschiedenis van de <strong>Universiteit</strong> Antwerpen,<br />
de handen in elkaar geslagen. De intensieve samenwerking tussen<br />
beide groepen schraagt al enkele jaren de huidige opleiding geschiedenis.<br />
Daarnaast leidde de samenwerking ook tot heel wat historische workshops,<br />
congressen en publicaties – onder meer in het tijdschrift Stadsgeschiedenis.
En zo is er nu dus ook dit boek. Nagenoeg alle hoofdstukken werden<br />
geschreven door drie of meer auteurs, bovendien meestal gespecialiseerd in<br />
verschillende tijdvakken en vanuit verschillende subdisciplines. Dat bleek<br />
moeilijk, maar ook verhelderend en vruchtbaar. Als redactie willen we onze<br />
collega’s van harte danken voor hun gedreven inzet en collegialiteit.<br />
Hoewel we er bewust voor gekozen hebben het boek vanuit het Antwerpse<br />
departement geschiedenis te schrijven, deden we toch een beroep<br />
op een aantal special guests. Zo versterkten Antoon Vrints (UGent) en Anne<br />
Winter (VUB) onze eigen expertise voor de thema’s rond conflict regulering<br />
en migratie. Aan socioloog Eric Corijn (VUB) – directeur van COSMO-<br />
POLIS, een onderzoekscentrum gericht op de stedelijke samenleving –<br />
vroegen we een afsluitend essay te schrijven over de omgang met de stad en<br />
stedelijkheid vandaag. Verder zorgde Lien Bielen voor de handige en zorgvuldig<br />
samengestelde index. Aan allen onze oprechte dank.<br />
Antwerpen, 2010<br />
I N L E I D I N G<br />
9
I.<br />
STADSLANDSCHAP<br />
Ontwikkelingen en verwikkelingen<br />
van een stedelijke ruimte<br />
I N G E B E R T E L S , T I M B I S S C H O P S E N B R U N O B L O N D É<br />
‘Antwerpen werf van de eeuw’. In zijn nieuwsbrief van 2004 lanceerde het<br />
Antwerpse stadsbestuur deze slogan, gevolgd door de aankondiging van<br />
niet minder dan 175 projecten, gaande van de ontwikkeling van het<br />
Eilandje en de aanleg van het Park Spoor Noord, over de bouw van een<br />
stedelijk museum, een bibliotheek, scholen en sociale woningen tot en met<br />
– en in ‘overleg’ met de hoge overheden – de reorganisatie van het stedelijke<br />
publieke transport. Deze nieuwe plannen moesten niet alleen de stedelijke<br />
ambities voor de komende jaren waarmaken, via deze projecten<br />
trachtte (en tracht) de stad ook haar ideaal van progressieve, culturele en<br />
internationale stad te visualiseren. Stof, geluidshinder en verkeersoverlast<br />
zijn daarbij niet langer een noodzakelijk kwaad, maar reflecteren de ambitie<br />
van een dynamische stad in transformatie aan het begin van de eenentwintigste<br />
eeuw. Stilaan worden steeds meer bouwprojecten ook effectief<br />
gerealiseerd en verschijnen nieuwe slogans als ‘Vers van de werf: weer een<br />
stukje stad dat af is’ of ‘Kom af want het is af ’ in het stadsbeeld.<br />
Tegelijkertijd echter trekken buurtbewoners aan de alarmbel en gooien<br />
diverse actiegroepen zich in de strijd om projecten bij te sturen of plannen<br />
ongedaan te maken. Zo doen de discussies rond de Antwerpse Oosterweelverbinding,<br />
de ontwikkeling van het Kievitplein of de ‘renovatie’ van<br />
het Antwerpse Stadspark stof opwaaien en slaagt een kleine buurtbewonersgroep<br />
erin om de afbraak van het Antwerpse Zeemanshuis op de lange<br />
11
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : I . S T A D S L A N D S C H A P<br />
12<br />
baan te schuiven. Anderzijds vrezen stedenbouwkundigen dat binnen de<br />
context van de huidige economische crisis de aandacht voor de publieke<br />
ruimte wel eens sterk zou kunnen afnemen en dat men onvoldoende rekening<br />
houdt met de impact van kortetermijnbeslissingen op de kwaliteit van<br />
de gebouwde omgeving.<br />
Polemiek rond en fluctuaties in de stedelijke transformatie is niet nieuw,<br />
maar een fenomeen dat sterk ingebakken is in de historische evolutie van<br />
de stad. Dit inleidende hoofdstuk wil een ruimtelijk en chronologisch referentiekader<br />
aanreiken waarbij de morfologie en morfogenese van de stad<br />
in haar materiële vorm centraal staan. De nadruk ligt op ‘de geschiedenis<br />
van haar bewoners en hun politieke, bestuurlijke, economische en sociale<br />
activiteiten, voor zover die een duidelijk zicht hebben gegeven aan zowel<br />
de stedelijke plattegrond als het stadsbeeld’.1<br />
Naar eeN middeleeuwse stad<br />
over heuvels gedrapeerd<br />
Van Gallo-Romeinse nederzetting naar keizerlijke grensburcht<br />
Binnen het halvemaanvormige gebied dat vandaag door de negentiende-eeuwse<br />
Leien wordt omsloten, lagen ooit een aantal aaneengesloten<br />
droge stuifzandruggen die vijf tot tien meter boven het moerassige bekken<br />
van Schijn en Potvliet uitstaken. Deze heuvelruggen, waaraan toponiemen<br />
als Bloedberg, Koraalberg, Guldenberg en Kauwenberg nog herinneren,<br />
zijn bepalend geweest voor het ontstaan van Antwerpen langs de rechter -<br />
oever van de Schelde en voor de morfologische ontwikkeling van de stad<br />
vanaf de Romeinse tijd tot diep in de zestiende eeuw (zie kaart p. xxx).<br />
Een eerste keten van vier onregelmatig gevormde zandruggen strekte<br />
zich ruwweg uit tussen de huidige Franklin Rooseveltplaats in het oosten<br />
en het Steen in het westen. Een tweede aaneenschakeling van hoogten lag<br />
langs de Schelde en moet gesitueerd worden tussen de gedempte Zuiderdokken<br />
en opnieuw het Steen. Waar de rivier de stuifzandruggen raakte,<br />
slibden de ruggen aan en erodeerden de depressies ertussen. Een geaccidenteerde<br />
oever was het resultaat. Een vijftal landtongen, waarvan de latere<br />
Werf ten noorden van het Steen de grootste was, werden afgewisseld door<br />
inhammen waarin op een al dan niet natuurlijke wijze de latere Sint-Pietersvliet,<br />
Koolvliet, Burchtgracht, Suikerrui en Sint-Jansvliet ontstonden.
O N T W I K K E L I N G E N E N V E R W I K K E L I N G E N V A N E E N S T E D E L I J K E R U I M T E<br />
Het is denkbaar dat Andouerpis, zoals de nederzetting begin achtste eeuw<br />
genoemd wordt, aan de deels ‘aangeworpen’ landtongen of aan de natuurlijke<br />
aanlegplaatsen haar naam ontleent. In elk geval maakte de combinatie<br />
van natuurlijke aanlegplaatsen en droog terrein de heuvels bij de Schelde<br />
tot bijzonder aantrekkelijke bewoningssites.<br />
Reeds in de steen- en bronstijd worden de Antwerpse stuifzandruggen<br />
bezocht. De oudste sporen van permanente bewoning gaan echter terug<br />
tot de Romeinse tijd. Archeologische vondsten, ook deze uit de opgravingscampagne<br />
2008-2009 in het burchtgebied, wijzen op het bestaan van<br />
een aanzienlijke meerkernige Gallo-Romeinse nederzetting, die zich in de<br />
tweede en derde eeuw moet hebben uitgestrekt over de hoge zandruggen<br />
nabij de Schelde. Een langdurig gebruikt grafveld van de Gallo-Romeinse<br />
vicus werd in het najaar van 2009 aangetroffen binnen het burchtgebied, en<br />
een industrieel centrum van de nederzetting bevond zich waarschijnlijk op<br />
de hoogte tussen de burchtzone en de Suikerrui. De omgeving van de<br />
Suikerrui vormde vanaf de late negende eeuw ook het zwaartepunt van een<br />
Karolingische nederzetting. Bewoningssporen uit de tussenliggende Merovingische<br />
periode zijn vooralsnog niet gevonden, maar er zijn aanwijzingen<br />
dat een deel van de Romeinse nederzetting bleef voortbestaan op een zand -<br />
rug langs de Schelde in de omgeving van de huidige Kloosterstraat. Waarschijnlijk<br />
stond daar ook de eerste Antwerpse kerk, gewijd aan de heiligen<br />
Petrus en Paulus, vermeld in 728, binnen of vlak bij een Merovingische versterking<br />
of castrum. De aanwezigheid van een door mensenhanden opgeworpen<br />
aarden versterking biedt overigens een andere etymologisch valabele<br />
oorsprongsverklaring voor de naam Antwerpen.<br />
Het castrum en de Sint-Petrus-en-Pauluskerk verdwenen bij de verwoesting<br />
van de civitas Antwerpen door de Noormannen in 836. Een nieuwe<br />
nederzetting ontstond echter al heel kort na die inval. In tegenstelling tot<br />
de kerk situeerde deze zich niet op dezelfde plek, maar wel een kilometer<br />
noordelijker, in de omgeving van de Suikerrui. De vernielde Sint-Petrusen-Pauluskerk<br />
werd pas rond 900 opgevolgd door een kerk gewijd aan de<br />
aartsengel Michaël. Een reorganisatie van het kapittel van deze kerk, in<br />
1124, resulteerde in het ontstaan van de Sint-Michielsabdij en in de verheffing<br />
van de centraler gelegen Onze-Lieve-Vrouwekerk tot parochiaal<br />
centrum.<br />
De abrupte topografische verschuiving van de nederzetting en haar snelle<br />
opbloei zijn te verklaren door de opname van Antwerpen in het door de<br />
Noormannen gecontroleerde handelsverkeer tussen Scandinavië en West-<br />
13
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : I . S T A D S L A N D S C H A P<br />
14<br />
Europa. De nieuwe locatie was voor het aanmeren en bergen van schepen<br />
veel beter geschikt. Bovendien kon de hoogte achter de Werf – de latere<br />
burchtzone – uitstekend dienen als versterking en wijkplaats. Zeker in het<br />
begin van de tiende eeuw was het gebied rond de Werf al versterkt met een<br />
aarden wal op een halfrond grondplan.<br />
Vanaf de negende eeuw vormde de Schelde de nieuwe grens tussen het<br />
Franse en Duitse rijk, met Antwerpen aan de Duitse zijde van de stroom.<br />
Naast een natuurlijke barrière was de rivier nu ook een politieke grens.<br />
Keizer Otto II (967-983) richtte het handelsplaatsje langs de Schelde in<br />
als centrum van de mark Antwerpen, een militair grensdistrict dat samen<br />
met de marken Ename en Valenciennes het keizerrijk moest beschermen<br />
tegen het graafschap Vlaanderen en het Franse rijk. Het terrein rond de<br />
Werf bestemde Otto tot keizerlijke burcht, waarmee de reeds bestaande<br />
functie werd bestendigd. De Ottoonse burcht bestond uit een aarden en<br />
houten wal en een ringgracht – de Dilf of Burchtgracht –, die waarschijnlijk<br />
werd uitgegraven in een boogvormige depressie die ten noorden en<br />
zuiden van de Werf op de Schelde aansloot.<br />
De natuurstenen burchtmuur waarvan we vandaag nog restanten aantreffen<br />
aan de buitenzijde van het Steen en in twee appartementencomplexen<br />
aan de Burchtgracht, wordt traditioneel gedateerd tussen 1200 en 1225. Uit<br />
opgravingen in 2008 en 2009 blijkt dat wellicht al in het eerste of tweede<br />
decennium van de elfde eeuw aan de Ottoonse verdedigingsstructuur een<br />
ringmuur was toegevoegd. Mogelijk liet keizer Hendrik II (1002-1024) met<br />
het oog op consolidatie en bescherming van het keizerrijk na de plotse<br />
dood van Otto III in 1002 de burchtmuur bouwen. De nieuwe datering kan<br />
mee verklaren waarom graaf Boudewijn V van Vlaanderen, de machtige<br />
bondgenoot van hertog Godfried II van Opper-Lotharingen, er in 1055<br />
niet in slaagde de burcht in te nemen. Een verovering van Antwerpen zou<br />
de hertog van Opper-Lotharingen een groot strategisch voordeel hebben<br />
opgeleverd in zijn strijd tegen de Duitse keizer om Neder-Lotharingen,<br />
het noordelijke deel van het in 959 gesplitste koninkrijk Lotharingen.<br />
Een stad op zoek naar uitvalswegen en omwallingen<br />
Bij het beleg van 1055 verwoestten de Vlamingen wel de onbeschermde<br />
nederzetting buiten de versterking. Vermoedelijk als reactie daarop werd in<br />
de tweede helft van de elfde eeuw de kwetsbare prestedelijke nederzetting<br />
van een defensieve structuur voorzien, de zogenaamde ‘ruiendriehoek’. De
O N T W I K K E L I N G E N E N V E R W I K K E L I N G E N V A N E E N S T E D E L I J K E R U I M T E<br />
inhammen van de Koolvliet ten noorden van de burcht en van de Boterof<br />
Suikerrui ten zuiden van de versterking werden met elkaar verbonden<br />
door een eenvoudige waterlinie met ophaalbruggen, maar zonder poortgebouwen<br />
of wallen. Bij de aanleg van de watersingel koos men voor de<br />
weg van de minste weerstand en groef men de grachten rond de zandrug<br />
die zich vanaf de burcht zowat een halve kilometer landinwaarts uitstrekte.<br />
Wellicht maakte de combinatie van een brede natte gracht met een achterliggende<br />
hoogte verdere defensieve maatregelen zoals torens of poorten<br />
aanvankelijk overbodig. Het resultaat was een driehoekig woongebied rond<br />
de burcht, ongeveer negentien hectare groot en omgeven door een watersingel<br />
waarvan het tracé vandaag nog gemarkeerd wordt door de Suikerrui,<br />
de Kaasrui, de Jezuïetenrui, de Minderbroedersrui en de Koolkaai.<br />
Niet alleen met de spade, ook met het zwaard werd op de aanhoudende<br />
Vlaamse dreiging gereageerd. Met het oog op de verdediging van de westelijke<br />
rijksgrens verleende keizer Hendrik V in 1106 de titel van hertog aan<br />
de militair capabele Godfried I van Leuven. Voor de graven van Leuven<br />
betekende het hertogelijke ambt een substantiële machtsuitbreiding die<br />
zal leiden tot het ontstaan van het hertogdom Brabant. Onder de nieuwe<br />
beschermende vleugels verminderde de betekenis van de Antwerpse burcht.<br />
Tegelijk nam het belang van de portus Antwerpen in de regionale en<br />
interregionale handel sterk toe. Symptomatisch was de inrichting van twee<br />
marktpleinen binnen de ruiendriehoek: de Vismarkt bij de Burcht en het<br />
langgerekte driehoekige forum aan de zuidrand van de nederzetting, de<br />
latere (Grote) Markt. Wat langs het handvol straten binnen de water singel<br />
nog aan ruimte overbleef, was in het eerste kwart van de twaalfde eeuw al<br />
bijna volgebouwd. Vervolgens dirigeerde de behoefte aan droog en betrouwbaar<br />
bouwterrein de fysieke groei van de nederzetting vooral in zuidelijke<br />
richting, naar de omgeving van de Hoogstraat en naar de Oude Koornmarkt,<br />
die de gekromde noordoostelijke flank van de zandrug van de Hoogstraat<br />
volgde. De Oude Koornmarkt met in haar verlengde de Kammenstraat<br />
en later ook het Vleminckveld voerde van de Markt naar Mechelen, <strong>Brussel</strong>,<br />
Lier en Leuven, en bleef eeuwenlang de belangrijkste Antwerpse uitvalsweg.<br />
Bovendien scheidde de Oude Koornmarkt de particuliere bebouwing<br />
bij de Hoogstraat van het immuniteitsgebied van de Onze-Lieve-Vrouwekerk.<br />
De immuniteit van Onze-Lieve-Vrouw, waar enkel het kerkelijk<br />
recht gold, omvatte aanvankelijk alleen de Romaanse kerk en haar onmiddellijke<br />
omgeving, maar besloeg na hertogelijke schenkingen al gauw ruim<br />
zes hectare van de marginale laaggelegen gronden in de oksel van de twee<br />
15
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : I . S T A D S L A N D S C H A P<br />
16<br />
reeksen stuifzandruggen. In dat gebied kwam ook een ‘godsakker’, het Onze-<br />
Lieve-Vrouwekerkhof of Groenkerkhof, nu de Groenplaats. Die sacrale<br />
bestemming stond een profaan grondgebruik niet in de weg. Het Onze-<br />
Lieve-Vrouwekerkhof deed in de daaropvolgende eeuwen frequent dienst<br />
als marktplaats en bekostigde zo mee het beheer en de vergroting van de<br />
Onze-Lieve-Vrouwekerk.<br />
De eerste ‘stadsvergroting’: de omwalling rond 1200<br />
De twaalfde-eeuwse ontwikkeling buiten de ruiendriehoek maakte de<br />
nederzetting en dan vooral de immuniteitsgronden met de parochiekerk<br />
bijzonder kwetsbaar. Toen na 1190 de politieke spanningen opliepen omdat<br />
de Duitse keizer de territoriale ambities van hertog Hendrik I van Brabant<br />
wilde beknotten, werd beslist om Antwerpen andermaal te versterken. Ook<br />
nu bepaalden vooral geologische krijtlijnen het traject van de nieuwe<br />
omwalling. Omstreeks 1200 werd vanaf de inham van de Sint-Jansvliet de<br />
depressie ten zuiden van de Hoogstraat doorgegraven tot voorbij de kerkelijke<br />
immuniteitsgronden, waarna men afboog naar het noorden om via<br />
de westelijke oever van de laaggelegen ‘Meere’ of Meir en de oostflank van<br />
de hoogte bij de Korte Nieuwstraat aan te sluiten op de oostpunt van de<br />
ruiendriehoek. De Steenhouwersvest, Lombardenvest en Sint-Katelijnevest<br />
werden daarmee een feit. Samen met de bestaande Minderbroedersrui<br />
en Koolvliet omsloten de nieuwe vesten een nu halvemaanvormig<br />
gebied van bijna veertig hectare.<br />
De nederzetting was ditmaal niet alleen beschermd door een natte<br />
gracht, maar ook door een aarden wal en door stenen poorten aan zes uitvalswegen.<br />
Een wal leek men niet te hebben voorzien op het reeds bestaande<br />
noordelijke deel van de singelgracht tussen de Schelde en de Koepoort. Op<br />
die plek boden de waterzieke veeweiden in een zuidelijke uitloper van de<br />
Schijnvallei blijkbaar afdoende bescherming. Algemeen wordt de verdubbeling<br />
van het Antwerpse grondgebied rond 1200 beschouwd als de eerste<br />
van vier middeleeuwse ‘stadsvergrotingen’. Toch bezat de nederzetting op<br />
dat ogenblik nog geen stadsrechten. Fysiek had Antwerpen op dat ogenblik<br />
duidelijk stedelijke kenmerken, en bovendien opereerde sinds 1146<br />
naast de keizerlijke beheerder van de nederzetting of villicus een verkozen<br />
schepenbank, die zeker in 1194 een eigen zegel hanteerde. Pas in 1221<br />
erkende hertog Hendrik I van Brabant om militaire en financiële redenen<br />
schriftelijk in twee privileges een aantal vrijheden en rechten van de stad.
De tweede stadsvergroting, rond 1250<br />
O N T W I K K E L I N G E N E N V E R W I K K E L I N G E N V A N E E N S T E D E L I J K E R U I M T E<br />
De lokale bodemgesteldheid mag de vergroting van 1200 dan wel sterk<br />
bepaald hebben, de uitbreiding was in de eerste plaats gericht op de incorporatie<br />
van de parochiekerk en de kerkelijke vrijheid. Omdat op de uitgestrekte<br />
immuniteitsgronden aanvankelijk een verbod op privébebouwing<br />
gold, konden nieuwe woningen binnen de wallen er – behalve door fragmentatie<br />
van de bestaande gebouwen en percelen – slechts komen door<br />
het overblijvende open terrein rond de Hoogstraat en op de hoogte van de<br />
Korte Nieuwstraat in te palmen. Door ruimtetekort intra muros ontwikkelden<br />
zich al kort na de eerste vergroting twee buitenwijken: het Kipdorp<br />
op de zandrug in het verlengde van de ruiendriehoek, en het Klapdorp op<br />
de gekromde noordelijke flank van diezelfde zandrug nabij de gemeenschappelijke<br />
weidegronden, de Dries. Waarschijnlijk waren deze hoger<br />
gelegen gehuchten, net als de woonkern rond de Hoogstraat, reeds in een<br />
embryonaal stadium buiten de oude ruiengordel aanwezig.<br />
Niet alleen particulieren weken in de eerste helft van de dertiende<br />
eeuw uit naar de buitenwijken. Ook het Mariagasthuis, sinds 1204 aan de<br />
parochiekerk verbonden, kon in de jaren 1230 enkel uitbreiden buiten<br />
de omwalling. Uiteindelijk verhuisde het hospitium in 1238 naar het drassige<br />
Elzenveld langs de landweg naar Mechelen, waar het als Sint-Elisabethgasthuis<br />
blijft bestaan. De jonge maar invloedrijke dominicanen- of<br />
predikherenorde kreeg in 1240 nog wel een bouwterrein binnen de wallen,<br />
al was het slechts een stuk gedraineerde, laaggelegen grond nabij de nauwelijks<br />
versterkte noordelijke vest. In 1250 gaf hertog Hendrik III echter<br />
expansiemogelijkheden aan het predikherenklooster door het de Dries aan<br />
de overzijde van de vest te schenken. De stad kreeg meteen ook de toestemming<br />
om de veeweiden en het stukje van de Kraaiwijk tussen de Koolvliet<br />
en de Sint-Pietersvliet in te lijven, waarna de hinderlijke rui door het<br />
vergrote domein van de predikheren kon worden gedempt.<br />
Aan deze tweede stadsuitbreiding, ongeveer zes hectare groot, verbond<br />
Hendrik III voorwaarden. Met het oog op nieuwe inkomsten voor de hertog<br />
moest het stadsbestuur onder meer de hertogelijke lakenhal op de<br />
Markt vergroten en een vleeshuis, een graanhal en een broodhal oprichten.<br />
De stad verbeterde de vroegdertiende-eeuwse lakenhal, maar bouwde uiteindelijk<br />
alleen een vleeshuis langs de Burchtgracht. Vlak bij deze eerste<br />
vleeshal werd door het ambacht der vleeshouwers in 1501 het huidige<br />
Vleeshuis opgetrokken. Ook de lakenhal werd later vervangen. In 1325<br />
17
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : I . S T A D S L A N D S C H A P<br />
18<br />
prijkte op de hoek van de Markt en de Maalderijstraat een nieuwe hal voor<br />
de opslag, keuring en verkoop van lakens.<br />
De productie van hoogkwalitatieve lakenstoffen uit voornamelijk<br />
Engelse wol zorgde voor economische welstand in de dertiende-eeuwse<br />
Zuidelijke Nederlanden. Vlaamse lakens waren geliefd en vonden via Brugge<br />
afzet in heel Europa. Brabants laken deed het op de internationale markt<br />
vooral goed na 1270, wanneer concurrent Vlaanderen te sterk betrokken<br />
geraakte bij de politieke tegenstellingen tussen Engeland en Frankrijk.<br />
Antwerpen genoot evenwel niet rechtstreeks van de opbloeiende Brabantse<br />
lakennijverheid. Ondanks de lakenhal betekende de stad weinig op het<br />
gebied van lakenproductie en ook in de wolhandel was ze maar een kleine<br />
speler. Tot circa 1400 gedijde de Scheldestad vooral als schakel in de regionale<br />
en interregionale handel in rijn- en moezelwijn, granen, zeevis en<br />
zout. Tijdens de Frans-Engelse oorlog van 1294-1297 schaarde hertog<br />
Jan II van Brabant zich echter aan de zijde van zijn machtige schoonvader,<br />
koning Edward I van Engeland, waarop die de uitvoer van Engelse wol<br />
naar het vasteland ten nadele van het Hollandse Dordrecht kortstondig in<br />
Mechelen en later in Antwerpen concentreerde.<br />
De tijdelijke vestiging in 1295-1298 van de officiële markt voor Engelse<br />
wol in Antwerpen, en opnieuw in 1315-1320 en 1338-1340, maakte van de<br />
havenstad een belangrijk knooppunt in het internationale handelsverkeer.<br />
Toch had de verplaatsing van de wolhandel niet alleen positieve gevolgen<br />
voor de stad. De gefrustreerde Floris V van Holland veranderde van kamp,<br />
zodat Brabant dreigde ingesloten te worden. Daarop sommeerde hertog<br />
Jan II de grensstad Antwerpen dringend werk te maken van de nieuwe<br />
versterkingswerken waartoe reeds door Jan I in 1290 besloten was. De zowat<br />
honderd jaar oude vesten waren op dat ogenblik verwaarloosd en buiten de<br />
grachten lagen na een eeuw van economische en demografische groei een<br />
aantal onbeschermde woonkernen en instellingen die eventuele belegeraars<br />
als kampement en uitvalsbasis konden gebruiken. Vanaf 1295 probeerde het<br />
stadsbestuur dan ook om de stadskern en de verspreide buitenplaatsen<br />
afdoende verdedigbaar te maken. Het werd een ambitieuze onderneming,<br />
die bij het overlijden van Jan II in 1312 nog steeds niet was afgerond,<br />
ondanks hertogelijke grondschenkingen en financiële gunsten zoals de<br />
institutie van een geprivilegieerde wekelijkse paardenmarkt in 1298.
De derde stadsvergroting, rond 1315<br />
O N T W I K K E L I N G E N E N V E R W I K K E L I N G E N V A N E E N S T E D E L I J K E R U I M T E<br />
Tegen 1315 resulteerden twee decennia uitgraven en opbouwen in een<br />
gesloten, maar rommelige verdedigingsstructuur rond een globaal rechthoekig<br />
stadsgebied van liefst honderdvijfenvijftig hectare. Door de brede<br />
zandrug tussen de Kloosterstraat en de Kammenstraat was een nieuwe zuidelijke<br />
stadsvest gegraven. Deze brede gracht liep vanaf de Schelde langs<br />
de zuidkant van achtereenvolgens de Sint-Michielsabdij, de jonge Sint-<br />
Joriswijk, de schutterskapel van Sint-Joris, het Sint-Elisabethgasthuis en de<br />
gasthuisbeemden. Een traject dat de Lepelstraat, Sint-Rochusstraat, Bervoetsstraat,<br />
Sint-Jorisvest, Bourlastraat en het Blauwtorenplein vandaag<br />
nog aangeven.<br />
De massieve Blauwe Toren beschermde het oostelijke uiteinde van de<br />
nieuwe vest. Hetzelfde deed in het westen de nog onafgewerkte ‘Verloren<br />
Cost’ of Kronenburgtoren langs de Schelde. Drie poorten vulden de torens<br />
aan: de IJzer- of Kronenburgpoort ten zuiden van de Sint-Michielsabdij,<br />
de Sint-Jorispoort op het einde van het Vleminckveld en tussen deze<br />
twee in het ‘Begijnhol’, een sluippoort naar het begijnhof op het Kiel.<br />
Even indrukwekkend was de Scheldemuur die de stad aan de rivierzijde<br />
beveiligde.<br />
Veel minder imposant was daarentegen de versterking aan de oost- en<br />
noordzijde van de stad, waar het risico op vijandelijkheden kleiner was.<br />
Langs het Elzenveld, tussen de Blauwe Toren en de Meir was in de moeilijker<br />
toegankelijke laagte van het Potvlietbekken slechts een eenvoudige<br />
gracht gegraven. Deze gracht liet het stadsbestuur tegen het einde van de<br />
vijftiende eeuw verbreden tot de Wapper, een kanaal voor de aanvoer van<br />
zoet water vanuit de Herentalse Vaart. Ook tussen de Meir en de Paardenmarkt,<br />
die nog deel uitmaakte van het Klapdorp, bepaalde de terreingesteldheid<br />
het traject en het profiel van de nieuwe stadsvest. Hier werd<br />
een depressie ten oosten van het Kipdorp en de gemeenschapsgronden op<br />
de Koudenberg enigszins uitgediept en omgevormd tot verdedigingsgracht<br />
met wal. De ondiepe, gekartelde waterlinie tussen Meir en Paardenmarkt<br />
was weinig functioneel en kreeg al gauw de naam Paddengracht mee. Wellicht<br />
in het begin van de vijftiende eeuw liet het stadsbestuur de Paddengracht<br />
dempen voor de aanleg of verbreding van de Oudevest en Koudenberg;<br />
thans de Lange Klarenstraat, Sint-Jacobsstraat, Prinsesstraat en Grote<br />
en Kleine Kauwenberg. De enige weerbaarheid aan de oostelijke stadsrand<br />
werd verstrekt door de Rode Poort, een honderdtal meter buiten de Paarden-<br />
19
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : I . S T A D S L A N D S C H A P<br />
20<br />
markt op de landweg naar Breda, en door de twee Kipdorppoorten op de<br />
weg naar Turnhout. De Binnenste Kipdorppoort lag net buiten het Kipdorp<br />
aan de schamele nieuwe vestgracht. De tweede of Buitenste Kipdorppoort<br />
stond eenzaam bijna een halve kilometer meer naar het oosten, ongeveer<br />
op de plek waar vandaag de Kipdorpbrug en Kipdorpvest kruisen. In het<br />
noorden tot slot koos het stadsbestuur eveneens een voordelige oplossing.<br />
Achter de erven aan het Klapdorp en de Paardenmarkt had het in het drasland<br />
van de Schijnvallei de latere Stijfselrui en Falconrui laten graven en<br />
doen aansluiten op de oude rui rond de Dries. Die bestaande U-vormige<br />
rui rond de veeweiden bleef samen met de Sint-Pietersvliet eenvoudigweg<br />
als waterlinie behouden.<br />
De lange weg naar de vierde stadsvergroting uit 1410<br />
De reeds gerealiseerde massieve zuidelijke stadsmuur, de volledig<br />
excentrische inplanting van de Buitenste Kipdorppoort en de ietwat vooruitgeschoven<br />
positie van de Rode Poort verraadden de werkelijke plannen<br />
van de hertog en het stadsbestuur voor de verdediging van de stad: niet de<br />
samenstelling van het ratjetoe van torens, poorten en grachten dat vandaag<br />
als de derde stadsuitbreiding bekendstaat, wel de bouw van een formidabele<br />
halfcirkelvormige stenen omwalling met een fors rivierfront waarbinnen<br />
alle bestaande woonkernen én de strategisch belangrijke hoogte buiten het<br />
Kipdorp opgenomen zijn. Gebrekkige financieringsmethoden en een wisselvallig<br />
politiek klimaat bewogen de werkzaamheden echter vaker in gezapige<br />
draf dan in gestrekte galop en fnuikten een snelle realisatie van het<br />
project.<br />
Onder Jan III (1312-1355) vorderden de fortificatiewerken. De omstandigheden<br />
waren er ook naar. De Brabantse steden deden het economisch<br />
goed, en als hertogelijke geldschieters in politiek onzekere tijden verkregen<br />
zij alsmaar meer bevoegdheden en vrijheden. De glans die Jan III<br />
opnieuw aan de Brabantse hertogentitel gaf, vervaagde na zijn dood echter<br />
snel. In 1357, na de Brabantse Successieoorlog om de opvolging van Jan III<br />
door zijn dochter Johanna, wist de Vlaamse graaf Lodewijk van Male als<br />
schoonzoon van de overleden hertog het gezag over de heerlijkheden Antwerpen<br />
en Mechelen te verwerven. Ook onder Vlaanderen gedijde de<br />
Antwerpse economie. De stad begon te floreren dankzij de internationale<br />
uitstraling van haar twee geprivilegieerde jaarmarkten, die complementair<br />
bleken met de permanente markt te Brugge, op dat ogenblik het belang-
O N T W I K K E L I N G E N E N V E R W I K K E L I N G E N V A N E E N S T E D E L I J K E R U I M T E<br />
rijkste internationale handelscentrum ten noorden van de Alpen. Deze<br />
ontwikkeling resulteerde in een toename van de Antwerpse bevolking van<br />
10-12.000 zielen in 1358 naar ongeveer 18.000 tegen 1374 en naar bijna<br />
20.000 inwoners rond 1400.<br />
De groeiende stadsbevolking kon aan haar zielenheil werken in de<br />
nieuwe, gotische Onze-Lieve-Vrouwekerk, sinds 1352 in opbouw. In de<br />
stadsomwalling werd echter nauwelijks geïnvesteerd. Wel liet Lodewijk<br />
van Male het herstel van de burcht aanvangen om eventueel vanuit de oude<br />
versterking de stad te kunnen bedwingen. Zover kwam het echter niet.<br />
Lodewijk stierf in 1384 voordat de werken afgerond waren. Via zijn erfgename<br />
Margaretha van Male, gehuwd met Filips de Stoute, kwam het<br />
graafschap Vlaanderen en ook Antwerpen onder de feitelijke macht van de<br />
Bourgondische hertogen. Filips de Stoute voerde een voorzichtige binnenlandse<br />
politiek, gericht op orde en vrede, maar liet toch – tegen de zin van<br />
de Antwerpenaren – de burcht volledig in staat van militaire paraatheid<br />
brengen. Niet alleen de potentiële dwangburcht stemde tot ongenoegen,<br />
maar ook het feit dat de burchtrenovatie een vrij gebruik van belangrijke<br />
haveninrichtingen zoals de Werf, de kraan en de Burchtgracht belette.<br />
Echter niet voor lang. Anton, de tweede zoon van Filips de Stoute, kreeg<br />
na de dood van zijn moeder in 1405 het voogdijschap over Antwerpen en<br />
verwierf in 1406 de hertogentitel van Brabant. Hij voegde zijn voogdijgebied<br />
weer bij Brabant en herstelde Antwerpen als hoofd van het markgraafschap.<br />
Anton van Bourgondië moest toestaan dat de Antwerpenaren hun<br />
burcht gedeeltelijk ontmantelden en twee burchtmeesters, later burgemeesters,<br />
aanstelden om toe te zien op de verdedigingswerken van de stad.<br />
Bij deze verdedigingswerken hoorde ook de grote omwalling die omstreeks<br />
1410 eindelijk werd voltooid. Van het ruim honderd jaar eerder aangevatte<br />
bouwproject waren de Scheldemuur en de zuidelijke stadsmuur behouden<br />
maar extra versterkt. Aan de oostzijde was de stadsgrens wel verlegd. Een<br />
forse muur met torens verbond nu de Blauwe Toren met de Rode Poort via<br />
de ver vooruitgeschoven Buitenste Kipdorppoort. Als gevolg van de aanzienlijke<br />
uitbreiding naar het oosten werden de Sint-Jacobsmarkt in het<br />
verlengde van het Kipdorp, de Lange Nieuwstraat en de Meir bijna een<br />
halve kilometer langer. De drie straten liepen over en langs de stuifzand -<br />
rug buiten het Kipdorp en convergeerden bij de Kipdorppoort. Ook in het<br />
noorden werd het stadsgebied vergroot. Een volwaardige muur en stadsvest<br />
tussen de Rode Poort en de Schelde verving de eenvoudige waterlinie<br />
21
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : I . S T A D S L A N D S C H A P<br />
22<br />
die werd gevormd door de Stijfselrui, Falconrui, Verversrui en Sint-Pietersvliet.<br />
Deze noordelijke stadsmuur verdween in de zestiende eeuw voor de<br />
aanleg van de Nieuwstad, maar de vestgracht bleef als binnenhaven behouden.<br />
Relicten van deze binnenhaven zijn de Ankerrui, de Oude Leeuwenrui<br />
en de Brouwersvliet. Met de uitbreiding in de Schijnvallei werden de<br />
contouren van de noordelijke fortificaties niet alleen gelijkmatiger, ook het<br />
Falconbroek met het falcontinessenklooster, omstreeks 1346 gesticht door<br />
de hertogelijke muntmeester Falco de Lampagne, was binnen de wallen<br />
komen te liggen.<br />
Begin vijftiende eeuw was het omwalde Antwerpen ruim tweehonderd<br />
hectare groot en telde het zowat 2800 woningen. Die woningen waren niet<br />
gelijkmatig over het grondgebied verspreid. Van oudsher werden de twee<br />
reeksen stuifzandruggen in het bekken van het Schijn en de Potvliet voor<br />
bewoning beter geschikt geacht dan de omliggende waterzieke gronden.<br />
Omdat tot in de veertiende eeuw geen enkele kunstmatige barrière de<br />
fysieke groei van de stad in een keurslijf dwong, klitte de bebouwing<br />
samen op de kammen en flanken van de oude heuvels. Bij aanvang van de<br />
vijftiende eeuw had de voorkeur voor droge bouwgrond geleid tot een straten -<br />
net dat vanuit het centrum over de aaneengeschakelde hoogten in oostelijke<br />
en zuidelijke richting uitwaaierde. Dicht bebouwd waren de ruiendriehoek<br />
en het gebied dat omstreeks 1200 bij de nederzetting werd getrokken. De<br />
bouwblokken en percelen waren er relatief klein en er was weinig open<br />
ruimte, op de langgerekte driehoekige Markt en het immuniteitsgebied<br />
van de Onze-Lieve-Vrouwekerk na.<br />
Buiten de vesten van de eerste stadsvergroting was het stadsbeeld landelijker.<br />
Hier clusterde de bebouwing langs de toegangswegen. De perceelstructuur<br />
was er minder verbrokkeld, het bodemgebruik meer gevarieerd.<br />
Woningen – hofsteden vaak – werden afgewisseld met onder meer tuinen,<br />
boomgaarden en raamhoven. Nagenoeg onbebouwd waren de Gasthuisbeemden<br />
en de nabijgelegen schuttershoven, het latere Sint-Andrieskwartier,<br />
de oude gemeenschapsgronden tussen Kipdorp en Klapdorp en de<br />
uitloper van de Schijnvallei in het noorden.<br />
Antwerpen was als het ware gedrapeerd over de heuvels waaraan ze haar<br />
oorsprong dankte. Bovendien kende de middeleeuwse stad geen beperkingen<br />
inzake bouwhoogte, bouwstijl en bouwmaterialen. De grote verscheidenheid<br />
aan bouw- en stijlvormen zorgde samen met het organisch gegroeide<br />
stratennet voor een levendig en gevarieerd stads- en architectuurbeeld. De<br />
dure laatmiddeleeuwse stenen omwalling, een fraai stadscollier met negen-
tien water- en landpoorten en zowat vijftig torens, zal echter een strop blijken.<br />
Ze verhinderde vanaf de vijftiende eeuw de verdere ruimtelijke expansie<br />
van de stad en bleef dat, als grondvlak voor de Spaanse omwalling, tot<br />
in de negentiende eeuw doen. De gouden eeuw van Antwerpen en de aanloop<br />
daarnaartoe werd dan ook gekenmerkt door een grootschalige inbreiding<br />
van het stedelijke centrum. Grondspeculatie, en niet meer het bodemreliëf<br />
of de lokale waterhuishouding, was in dat proces de belangrijkste<br />
ordenende factor.<br />
stedeNbouw als klatergoud<br />
iN de goudeN eeuw<br />
Ordeloze expansie<br />
O N T W I K K E L I N G E N E N V E R W I K K E L I N G E N V A N E E N S T E D E L I J K E R U I M T E<br />
Het Antwerpse bevolkingsverloop in de vijftiende en zestiende eeuw<br />
weerspiegelt treffend de opkomst, het succes en de neergang van de<br />
Scheldestad. Op het einde van de veertiende eeuw telde Antwerpen ongeveer<br />
20.000 inwoners. Een aantal dat in 1496 was opgelopen tot ruim<br />
47.000. Nog krachtiger was de demografische groei die zich in de daaropvolgende<br />
zeventig jaar voltrok. Van ongeveer 47.000 zielen in 1496 nam de<br />
bevolking toe naar meer dan 100.000 in 1568. In die periode, in de gouden<br />
eeuw van Antwerpen, kende de stad een ongeziene economische boom als<br />
internationaal handelscentrum. Antwerpen behoorde op dat moment tot<br />
de grootste steden van de toenmalige christenheid.<br />
De expansie van de Antwerpse economie vanaf de tweede helft van de<br />
vijftiende eeuw en de daaraan verbonden toestroom van goederen, geld en<br />
mensen stuwden de vraag naar woon- en werkruimte in de stad naar ongekende<br />
hoogten. Vastgoed was meer dan ooit voordien geschikt voor het<br />
fixeren van (handels)kapitaal en voor een snelle vermogensopbouw door<br />
actieve speculatie. Deze nieuwe marktsituatie leidde tot een ongekende<br />
stedenbouwkundige bedrijvigheid. De impact op het stedelijke ruimtegebruik<br />
was groot. Binnen de laatmiddeleeuwse omwalling steeg het aantal<br />
huizen van ongeveer 2800 eenheden omstreeks 1410 naar 6147 in 1496 en<br />
naar 11.865 in 1568. Van de 217 straten die in 1585 binnen de Antwerpse<br />
muren lagen, waren er 84 geopend in de jaren 1502-1583, goed voor bijna<br />
negen kilometer wegennet. In dezelfde tijdspanne ontstonden ook vier<br />
nieuwe marktplaatsen met een gezamenlijke oppervlakte van ruim tien-<br />
23
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : I . S T A D S L A N D S C H A P<br />
24<br />
duizend vierkante meter. Bovendien werd ten noorden van het stadscentrum<br />
de ‘Nieuwstad’ ontwikkeld. De conjuncturele gevoeligheid van de<br />
bouwsector impliceerde dat deze ontwikkeling geen rechtlijnig gegeven<br />
was. Het grootst was de stedenbouwkundige activiteit in 1540-1553 met de<br />
aanleg van 48 straten en drie markten, voornamelijk in het stadsgebied<br />
buiten de watersingel van de eerste stadsvergroting. In de dicht bebouwde<br />
stadskern waren de percelen immers relatief klein en was het onroerend<br />
goed versnipperd, zodat hier enkel nog door een verdere opdeling van het<br />
woningareaal op de woonbehoeften kon worden ingespeeld.<br />
Net als in de vorige eeuwen leek een doordachte ordening van de stedelijke<br />
ruimte niet de zaak van het stadsbestuur. Echter, waar in Antwerpen<br />
aanvankelijk vooral de bodemgesteldheid de inplanting van gebouwen en<br />
wegen stuurde, bepaalde in de expanderende vijftiende- en zestiendeeeuwse<br />
stad vooral het winststreven van speculanten de stadsmorfologie.<br />
Daarbij lieten ook religieuze instellingen zich niet onbetuigd. Het kapittel<br />
van de Onze-Lieve-Vrouwekerk bebouwde vanaf de tweede helft van de<br />
vijftiende eeuw in een hoog tempo de uitgestrekte immuniteitsgronden in<br />
het stadscentrum.<br />
Het stramien van de tientallen kleine vastgoedontwikkelingen was<br />
doorgaans hetzelfde. Een lokale ondernemer, vaak een meester-timmerman<br />
of meester-metselaar, kocht een terrein, trok er indien mogelijk een<br />
straat door die hij aansloot op het bestaande wegennet, verkavelde de<br />
omliggende grond en bouwde huizen die hij vervolgens verkocht of verhuurde.<br />
Van centrale coördinatie was geen sprake. Evenmin werd er vanuit<br />
welomschreven stedenbouwkundige opvattingen gewerkt. Dat nagenoeg<br />
alle nieuwe straten in het vijftiende- en zestiende-eeuwse Antwerpen toch<br />
rechtlijnig waren, moeten we eerder toeschrijven aan winstmaximalisatie<br />
dan aan een of ander ideaal inzake stadsaanleg. Een rechte straat is het<br />
snelst uit te zetten en aan te leggen en laat tevens een maximale benutting<br />
van de ontsloten ruimte toe.<br />
Ook wanneer bij uitzondering het initiatief tot opening van straten<br />
niet uitging van particulieren of instellingen maar van het stadsbestuur zelf,<br />
was er van planmatigheid geen sprake. Zo opende de stad in 1517-1520 op de<br />
oude gemeenschapsgronden tussen de Sint-Jacobsmarkt en de Paardenmarkt<br />
drie straten: de Lange Sint-Annastraat (1517), de Pieter van Hobokenstraat<br />
(1520) en de Rodestraat (1520). Pas in 1522 liet het stadsbestuur op<br />
de plek waar de drie straten convergeren de Ossenmarkt aanleggen als aanvulling<br />
op de bestaande veemarkt nabij het Vleeshuis. Het stadsbestuur
O N T W I K K E L I N G E N E N V E R W I K K E L I N G E N V A N E E N S T E D E L I J K E R U I M T E<br />
getroostte zich niet de moeite om de omgeving van het marktplein als één<br />
ruimtelijke eenheid te interpreteren. Omdat eerst de straten en dan pas de<br />
markt werden aangelegd, kreeg het plein de onregelmatige vierhoekige<br />
vorm die het ook vandaag nog heeft. Door bovendien de bebouwing rond<br />
de Ossenmarkt, inclusief de materiaalkeuze, over te laten aan ondernemers<br />
en particulieren, werd het helemaal onmogelijk om de verschillende ruimtelijke<br />
bestanddelen architectonisch in elkaar te laten overlopen. Met de<br />
onsystematische aanleg van de Ossenmarkt was de stad overigens niet aan<br />
haar proefstuk toe. Twee decennia eerder had het stadsbestuur de inrichting<br />
van de nieuwe IJzerwaag in het Sint-Andrieskwartier, nabij de kopermagazijnen<br />
van het Zuid-Duitse handelshuis Fugger, even willekeurig<br />
laten verlopen.<br />
Tegen 1540 had de veelheid van ongecoördineerde bouwkundige initiatieven<br />
geleid tot een allegaartje van nieuwe straten, stegen en pleinen die<br />
her en der aan het middeleeuwse stratennet zijn gehecht. Diep in zijn gouden<br />
eeuw was Antwerpen op het vlak van ruimtelijke ontwikkeling nog<br />
niet meer dan een slecht vergulde middeleeuwse stad. De kwaliteit van het<br />
verguldsel zal echter verbeteren. In 1531 bijvoorbeeld krijgen de meestertimmerlui<br />
Adriaan en Peter Spillemans van de stadsmagistraat de opdracht<br />
om tussen de Meir en de Lange Nieuwstraat een nieuw beursgebouw op<br />
te richten naar een ontwerp van bouwmeester Domien De Waghemakere.<br />
De Waghemakere had ook al ingestaan voor de aanpassing van de veel<br />
kleinere ‘oude’ handelsbeurs aan de Hofstraat. Het nieuwe beursgebouw<br />
bestond uit een open binnenplaats van ongeveer 50 bij 50 meter en rondom<br />
overdekte gaanderijen met op de bovenverdieping kantoorruimte. Elke<br />
zijde van het gebouw had een ingang waarop loodrecht een nieuwe straat<br />
aansloot, namelijk de Borzestraat, Twaalfmaandenstraat, Israëlietenstraat<br />
en Korte Klarenstraat. De huidige handelsbeurs in neogotische stijl dateert<br />
uit 1869-1872 en is opgetrokken in de geest van de oorspronkelijke beurs,<br />
die in 1858 door brand verwoest werd. De nieuwe zestiende-eeuwse<br />
beurs waar kooplieden, makelaars en verzekeraars elkaar tweemaal per dag<br />
voor handelsverrichtingen troffen, stond later zowel om haar architecturale<br />
vormgeving als om haar functie en exploitatiewijze model voor de Royal<br />
Exchange in Londen, de Koopmansbeurs van Amsterdam en de beurzen<br />
van Rotterdam en Rijsel.<br />
Het Antwerpse beursconcept mag dan wel vernieuwend geweest zijn,<br />
het bouwproject zelf betekende geen stijlbreuk met de heersende bouwpraktijk.<br />
De verplaatsing van de beurs geschiedde eerder uit speculatieve<br />
25
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : I . S T A D S L A N D S C H A P<br />
26<br />
dan uit praktische overwegingen. Bovendien waren de nieuw ontworpen<br />
straten kort en smal, de vorm en stijl van de omliggende woningen divers<br />
en was ook het monumentale beursgebouw uitgevoerd in Brabantse laatgotische<br />
stijl, ofschoon op dat ogenblik de renaissancearchitectuur in Italië<br />
een hoogtepunt bereikte. De verticale beeldtaal van de gotiek was in Antwerpen<br />
diep geworteld. In 1541 nog plande Domien De Waghemakere voor<br />
de wereldstad een nieuw stadhuis in flamboyant gotische stijl. Het nieuwe<br />
stadhuis werd opgericht op de driehoekige Grote Markt; niet op de korte<br />
westzijde, waar het gebouw visueel het sterkst tot zijn recht zou komen,<br />
maar aan de Suikerrui naast het oude schepenhuis, op een terrein dat door<br />
brand was vrijgekomen. In 1542 werden de funderingswerken voor het gotische<br />
stadhuis evenwel stilgelegd ten bate van nieuwe fortificatiewerken.<br />
Pas in 1561 kon het stadsbestuur de bouw van het stadhuis opnieuw laten<br />
aanvatten. Ditmaal werd het stadhuis wel gesitueerd op de vanuit esthetisch<br />
oogpunt meer verantwoorde westkant van de Markt. Het gebouw<br />
zelf werd uitgevoerd in de bekende fraaie renaissancestijl. Na de voltooiing<br />
van het stadhuis in 1564 kon het reeds lang te klein geworden middeleeuwse<br />
schepenhuis worden gesloopt.<br />
De vijfde stadsvergroting, een nieuwe stadsomwalling<br />
Door het gebruik van buskruit voor oorlogswapens vanaf het tweede<br />
kwart van de veertiende eeuw was de laatmiddeleeuwse Antwerpse stadsmuur<br />
reeds voor zijn voltooiing omstreeks 1410 militair achterhaald. Al in<br />
1356 bleek de eerste Scheldemuur geen verweer te zijn tegen een kleine,<br />
met vuurgeschut uitgeruste vloot van Lodewijk van Male. Toch startte de<br />
stad pas in 1542 met de aanleg van fortificaties die een belegering met bombarden<br />
zouden kunnen weerstaan. Verschillende plannen passeerden in de<br />
eerste decennia van de zestiende eeuw de revue, maar niet één werd uitgevoerd.<br />
In 1540 koos Karel V resoluut voor een volledig nieuwe gebastioneerde<br />
stadsomwalling naar een ontwerp van de Italiaanse krijgsbouwkundige<br />
Donato Boni di Pellizuoli. Het militaire totaalproject kende in<br />
Europa zijn gelijke niet, waardoor de praktische voorbereidingen lang aansleepten.<br />
Nadat de belegering door Maarten Van Rossum in 1542 de kwetsbaarheid<br />
van de rijke koopmansstad had aangetoond, raakte het project in<br />
een stroomversnelling. De bouw van de omwalling, bestaande uit acht<br />
fronten met negen bastions en vijf monumentale, teruggetrokken poorten,<br />
startte in 1543, maar duurde uiteindelijk toch meer dan twintig jaar.
O N T W I K K E L I N G E N E N V E R W I K K E L I N G E N V A N E E N S T E D E L I J K E R U I M T E<br />
Hoewel in de jaren 1540 de stad volop expandeerde en niets op toekomstig<br />
verval wees, liet Karel V binnen de geplande massieve versterking<br />
geen ruimte voor een logische stadsontwikkeling oostwaarts voorzien. Het<br />
tracé van de nieuwe omwalling verschilde nauwelijks van dat van de middeleeuwse<br />
stadsmuur. Meer nog, in de hypermoderne stadsversterking werden<br />
om praktische redenen forse componenten van de middeleeuwse ommuring<br />
ingekapseld. Daardoor bleven de Blauwe Toren, de Huidevetterstoren, de<br />
Rode Poort en aanzienlijke delen van de Sint-Jorispoort en de Buitenste<br />
Kipdorppoort als onderdeel van de ‘Spaanse omwalling’ tot in de negentiende<br />
eeuw bewaard. Net als bij de civiele inrichting van de stedelijke<br />
ruimte leek Antwerpen zich maar moeilijk te kunnen ontdoen van zijn<br />
middeleeuwse gedaante.<br />
Een mogelijkheid tot uitbreiding van het woningareaal binnen de peperdure<br />
en weinig flexibele omwalling kwam er vreemd genoeg wel ten noorden<br />
van de middeleeuwse stad. Hier werd van de oude versterking enkel de<br />
vestgracht als nieuwe binnenhaven behouden. De nieuwe wallen plantte di<br />
Pellizuoli een halve kilometer dieper de moerassige Schijnvallei in. Daardoor<br />
kwam de noordelijke stadsgrens ter hoogte van de huidige Londenstraat<br />
te liggen en werden zowat 25 hectare waterzieke gronden aan het<br />
stadsgebied toegevoegd. In 1555 waren de werken en daarmee ook de vijfde<br />
stadsvergroting afgerond. De totale stadsoppervlakte bedroeg nu bijna<br />
260 hectare.<br />
Vóór de negentiende eeuw zou het stedelijke grondgebied intra muros<br />
nog slechts één keer worden vergroot. Toen in 1566 de Beeldenstorm<br />
woedde, besliste Filips II, zoon van Karel V en overtuigd katholiek, om<br />
Alvarez de Toledo naar de Nederlanden te sturen om het koninklijke gezag<br />
en de katholieke belangen te herstellen. Bij de harde repressiepolitiek van<br />
Alva hoorde ook de bouw van een citadel te Antwerpen. De Spaanse vesting<br />
moest de loyaliteit van de belangrijkste stad in de Nederlanden<br />
afdwingen. Tussen 1567 en 1572 werd de vijfhoekige dwangburcht opgetrokken<br />
op de zuidelijke uitloper van de zandrug van Sint-Andries, met als<br />
middelpunt ongeveer het huidige Museum voor Schone Kunsten en als<br />
voornaamste toegangsweg de Kloosterstraat. Op die locatie stak het fort<br />
boven het zuidelijke deel van de stad uit. Hoewel het een zelfstandig bolwerk<br />
was, werd de citadel om defensieve redenen ter hoogte van de Keizerspoort/Sint-Jorispoort<br />
verbonden met de gloednieuwe Spaanse omwalling.<br />
De nutteloze en hinderlijke fronten en bastions tussen de Keizerspoort en<br />
de Schelde verdwenen samen met de Kronenburgtoren, waardoor het<br />
27
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : I . S T A D S L A N D S C H A P<br />
28<br />
grondgebied van de stad met ongeveer 60 hectare groeide, de citadel niet<br />
inbegrepen. Veel expansiemogelijkheden leverde deze uitbreiding de stad<br />
niet op. Het grootste deel van het nieuwe omwalde gebied tussen stad en<br />
citadel – het zowat 50 hectare grote kasteelplein – moest als bufferzone<br />
bouwvrij blijven. Onder het calvinistische bewind van 1577 en 1585 rees even<br />
het idee om de esplanade tussen de stad en de op dat ogenblik gedeeltelijk<br />
ontmantelde citadel te urbaniseren, maar verder dan plannen kwam het in<br />
deze jaren niet meer. Net als de gerenoveerde middeleeuwse burcht van<br />
Filips de Stoute was ook de citadel de Antwerpenaren een doorn in het oog.<br />
Gilbert Van Schoonbeke, grondspeculant en urbanist<br />
Door de ongecoördineerde bouwpraktijk in de decennia voor en na 1500<br />
had het aanbod van woon- en werkruimte geen gelijke tred kunnen houden<br />
met de enorme vraag, waardoor omvangrijke stedenbouwkundige<br />
ondernemingen economisch rendabel werden. Grootschalige projectontwikkeling<br />
bleef echter het terrein van een handvol grondspeculantenurbanisten.<br />
De belangrijkste was Gilbert Van Schoonbeke. Hij alleen was<br />
verantwoordelijk voor de realisatie van zowat een derde van alle nieuwe<br />
straten in de zestiende-eeuwse binnenstad. Relatief kleine maar lucratieve<br />
operaties, zoals de verkaveling van de gronden langs de Koningstraat en de<br />
Jodenstraat (1542 en 1543), de opdeling van een groot gebouwencomplex in<br />
de Borzestraat (1545) en de opening van de Lombaardstraat en Korte Klarenstraat<br />
(1546), leverden Van Schoonbeke de financiële draagkracht en de<br />
nodige contacten op voor grootscheepse verkavelingen en bouwprojecten.<br />
Het eerste grote project van Van Schoonbeke, zelf waagmeester van de<br />
stad, was de bouw van een nieuwe stadswaag op het terrein van het voormalige<br />
stadsmagazijn den Houten Eeckhof bezuiden het Klapdorp. De<br />
morfologie van het in 1547-1548 gerealiseerde geheel was vergelijkbaar met<br />
die van de nieuwe beurs, maar anders dan bij de beurs waren de vier toegangswegen<br />
niet allemaal loodrecht op de nieuwe waag gepland. De huidige<br />
Raapstraat bijvoorbeeld kreeg een diagonale loop omdat Van Schoonbeke<br />
het stedelijke artilleriehuis moest ontzien. Bovendien leidden de<br />
straten niet tot aan het centrale gebouw, maar tot aan een rechthoekig<br />
plein van ongeveer 57 bij 40 meter. De waag zelf, een sober, traditioneel<br />
gebouw in bak- en kalkzandsteen, liet Van Schoonbeke ten behoeve van de<br />
verkeerscirculatie in het midden van dit plein oprichten. De stadswaag,<br />
waarvan het karakteristieke plein nog bestaat, was het eerste van een reeks
O N T W I K K E L I N G E N E N V E R W I K K E L I N G E N V A N E E N S T E D E L I J K E R U I M T E<br />
grote projecten waarin Van Schoonbekes krachtige zakeninstinct en technische<br />
inzicht in de praxis van de stadsontwikkeling tot uiting kwamen.<br />
Ook zijn andere grote ontwerpen werden opgebouwd rond een economische<br />
attractiepool die hij via nieuwe straten aan het bestaande wegennet<br />
hechtte. De Vrijdagmarkt, door Van Schoonbeke aangelegd in 1549, werd<br />
bestemd voor de (openbare) verkoop van tweedehandskleding en dito<br />
meubilair. Een ander voorbeeld was de ontwikkeling van de schuttershoven<br />
achter het Sint-Elisabethgasthuis. Aan de noordzijde van de oefenterreinen<br />
van de gewapende gilden werd vanaf 1550 het Tapissierspand<br />
gebouwd, een verkoophal van maar liefst 80 bij 37 meter voor de belangrijke<br />
handel in wandtapijten. Voordien sleten de tapissiers hun luxewaren<br />
in een kleine verkoophal bij het predikherenklooster. Dit ‘Predikherenpand’<br />
moest in 1549 wijken voor een nieuwe kloosterkerk, de Sint-Pauluskerk.<br />
Ten oosten van het Tapissierspand projecteerde Van Schoonbeke ook<br />
een tweede attractiepool, een grote open ruimte waar de stadsmagistraat<br />
in 1552 op voorspraak van de gewiekste bouwondernemer de markt voor<br />
Brabants graan onderbracht. Van Schoonbeke opende op de schuttershoven<br />
onder meer de Leopoldstraat als verbinding tussen de Sint-Jorispoort, het<br />
Tapissierspand en de nieuwe graanmarkt, de Kelderstraat, de Orgelstraat,<br />
de Sint-Maartenstraat en de Ketel- en Armeduivelstraat.<br />
De naam Van Schoonbeke zal echter vooral verbonden blijven aan de<br />
ontwikkeling van de Nieuwstad, of althans aan zijn pogingen daartoe.<br />
Op een boogscheut van de nieuwe stadswaag binnen de noordelijke omwalling<br />
in aanbouw, lagen eind 1548 nog steeds 25 hectare moerasland braak.<br />
De kosten voor de fortificatiewerken liepen ondertussen hoog op, en als<br />
Van Schoonbeke voorstelt om in het nieuwe stadsdeel, als aanvulling op de<br />
bestaande ontoereikende haveninfrastructuur, een havenkwartier te creëren<br />
en de onbenutte stadsgronden te valoriseren, reageren de lokale en centrale<br />
overheid enthousiast. Begin 1549 keurde Karel V het plan goed. Van Schoonbeke<br />
organiseerde voor de stad het graven van drie brede vlieten en smallere<br />
verbindingskanalen, het draineren en bebouwbaar maken van de omliggende<br />
terreinen en het verkopen van de bouwgronden. Het werk aan de<br />
vlieten – de middelste van de drie binnenhavens was geschikt voor zeeschepen<br />
tot tweehonderd ton – vlotte snel, maar de hernieuwde oorlog van<br />
Karel V met Frankrijk in 1552-1559 deed het investeerdersvertrouwen geen<br />
goed. De gronden raakten nauwelijks verkocht, waarop Van Schoonbeke<br />
toestemming kreeg om aan de Nieuwstad een nieuwe economische attractiepool<br />
toe te voegen. Tussen de Brouwersvliet en de eerste vliet in de Nieuw-<br />
29
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : I . S T A D S L A N D S C H A P<br />
30<br />
stad verscheen daarom een modern brouwerijencomplex met onder andere<br />
zestien brouwerijen en een centraal waterhuis of ‘Brouwershuis’, dat op<br />
ingenieuze wijze vers water van buiten de omwalling over de brouwhuizen<br />
verdeelde.<br />
Van Schoonbeke overleed in 1556. Noch het brouwerijencomplex, noch<br />
de infrastructuur van de Nieuwstad was op dat moment volledig afgewerkt.<br />
De stad nam daarom beide projecten in eigen handen, maar de interesse<br />
in de nieuwe wijk ver van het centrum bleef gering. Ook de door het<br />
stadsbestuur bewerkstelligde bouw van het Oosters Huis (1564-1568), een<br />
enorm handelsgebouw in laatrenaissancistische palazzostijl bestemd voor<br />
Duitse handelaars, kon het tij niet meer keren. Achtereenvolgens de Beeldenstorm<br />
van 1566, de militaire en fiscale repressie onder Alva vanaf 1567, de<br />
blokkering van de Schelde door de watergeuzen in 1572, de Spaanse furie<br />
in 1576 en vanaf 1579 de pogingen van Alexander Farnese om de opstandige<br />
Nederlanden te heroveren, ondergroeven de Antwerpse economie en daarmee<br />
ook de wil en de mogelijkheid om in het geplande havenkwartier te<br />
investeren. Na de val van Antwerpen verdween elke stimulans voor wonen<br />
en werken in de Nieuwstad. Het potentieel van het uitgestrekte stadsgebied<br />
zal ruim twee eeuwen onderbenut blijven. Dat gold ook voor het woningareaal<br />
in het oude stadscentrum. Daar stond door de drastische bevolkingsterugloop<br />
een aanzienlijk deel van de zowat 12.500 woningen leeg. Voor de<br />
overblijvers was er in het laatmiddeleeuwse stadsgebied, waar het politieke,<br />
culturele en sociaaleconomische leven zich zou blijven concentreren,<br />
opnieuw ruimte voor ontwikkeling.<br />
eeN stilstaaNde stad ? (1585-1795)<br />
‘De stad is groot maar verlaten’, noteerde een anoniem gebleven Engelsman<br />
in zijn reisdagboek over het Antwerpen van 1788. ‘Het gras groeit<br />
letterlijk in de straten, die alleen voor godsdienstige gelegenheden vol volk<br />
lopen. Er zijn enkele prachtige gebouwen, maar behalve in één straat [vermoedelijk<br />
de Meir] schijnen ze alle vervallen te zijn.’2 Het bijzonder sombere<br />
beeld dat hier van de stad geschetst wordt mag dan al overtrokken<br />
zijn, het is zeker waar dat het Antwerpen van de achttiende eeuw nog<br />
slechts een schaduw was van de commerciële metropool waar in de zestiende<br />
eeuw het hart van de wereldeconomie nog klopte. De stad leek toen<br />
in vele opzichten meer verleden dan toekomst te hebben, en de Antwer-
O N T W I K K E L I N G E N E N V E R W I K K E L I N G E N V A N E E N S T E D E L I J K E R U I M T E<br />
penaren zelf schreven dat in de eerste plaats toe aan de ‘sluiting van de<br />
Schelde’, die Antwerpen toch in een ondergeschikte positie dwong op het<br />
grote internationale handelstoneel.<br />
Alleen al de evolutie van de bevolkingscijfers in de zeventiende en<br />
achttiende eeuw is sprekend. Woonden er rond het midden van de zestiende<br />
eeuw nog een slordige 100.000 inwoners in de stad, dan was dat<br />
aantal rond 1750 nagenoeg gehalveerd. Daarmee ging de stad lijnrecht<br />
tegen de Europese trends in, waar in dezelfde periode heuse grootsteden<br />
ontstonden. Een eerste klap incasseerde Antwerpen toen de stad in 1585 in<br />
handen kwam van Alexander Farnese. Duizenden inwoners verlieten toen<br />
de stad, om godsdienstige en economische redenen. In 1589 werden er nog<br />
nauwelijks 40.000 inwoners geteld. De ‘sluiting van de Schelde’, het bevolkingsverlies<br />
en het verlies aan commercieel perspectief beletten de stad niet<br />
nog decennia lang te genieten van een echte ‘nazomer’. Die weerspiegelde<br />
zich opnieuw in het bevolkingspeil, dat aantrok tot ongeveer 54.000 inwoners<br />
in 1612 en 77.000 rond 1709. Een tweede demografische opdoffer<br />
incasseerde de stad in de vroege achttiende eeuw, toen ten gevolge van een<br />
zware industriële crisis het Antwerpse bevolkingspeil opnieuw wegsmolt<br />
tot een kleine 50.000 in 1755. De traditionele lezing van de Antwerpse<br />
geschiedenis wil dat het tij ergens rond 1748 gekeerd zou zijn. Na de Vrede<br />
van Aken voerden de Oostenrijkse bewindvoerders immers een voorzichtige<br />
maar efficiënte handelspolitiek die de lokale industrie ten goede kwam.<br />
Antwerpen stond op de eerste rij om van deze politiek de vruchten te plukken.<br />
Vooral de textielsector kreeg toen de wind in de zeilen. Too little, too<br />
late is – alles welbeschouwd – wat men van dit nieuwe elan kan zeggen. De<br />
bevolkingsgroei in de jaren na 1750 kwam dan ook laat op gang en bleef<br />
onder de dynamiek die elders in Brabant werd opgetekend. Aan het einde<br />
van de achttiende eeuw telde de Scheldestad nog steeds niet veel meer dan<br />
55.000 inwoners, een cijfer waarmee het op dat ogenblik in de Europese<br />
stedenhiërarchie een doodgewone provinciale middenmoter was.<br />
Op geen enkel ogenblik in de ‘tussentijd’ van 1585 tot 1796 kwam het<br />
Antwerpse inwonersaantal ook maar ergens in de buurt van het peil dat in<br />
het midden van de zestiende eeuw nog was gehaald. Het laat zich raden<br />
dat deze verschraling zich ook op ruimtelijk en architecturaal vlak zou<br />
voordoen. Aan stadsuitbreiding en extra verkavelingen bestond geen<br />
enkele behoefte. Nog meer dan in vroeger eeuwen het geval was, bleef de<br />
stedelijke overheid zelf ook afwezig als grote investeerder en stedenbouwer.<br />
Aan de Vlasmarkt werd in 1624 een monumentale poort opgetrokken, de<br />
31
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : I . S T A D S L A N D S C H A P<br />
32<br />
Regia Porta, en in de vroege achttiende eeuw kocht het stadsbestuur een<br />
bouwblok op dat vervolgens prompt gesloopt werd. Met de afbraak van<br />
28 woningen verdween de Maanstraat uit het Antwerpse straatnamenregister<br />
en werd de Grote Markt in één klap een heel stuk groter. Maar dat<br />
zijn dan de spreekwoordelijke uitzonderingen die de regel moeten bevestigen.<br />
De erfenis van Antwerpens gouden eeuw was zelfs van aard om de<br />
overheid en particulieren aan te sporen de bestaande ruimte en architectuur,<br />
al dan niet met de nodige aanpassingen, een creatieve herinvulling te<br />
geven. Zo werden onder andere de Engelse pakhuizen in de Venusstraat<br />
door Wenceclas Cobergher herbestemd tot Berg van Barmhartigheid, een<br />
openbaar pandhuis.<br />
Religieuze bouwprojecten<br />
Hield de wereldlijke overheid zich grotendeels onbetuigd, dan kan hetzelfde<br />
duidelijk niet gezegd worden van de Kerk en de kloosterorden, die<br />
er een groot punt van maakten de geuzenstad na 1585 ook in architecturaal<br />
opzicht een triomferend katholiek gezicht te geven. Het aantal religieuze<br />
orden dat zich in de stad vestigde was om te beginnen indrukwekkend. En<br />
indrukwekkend is ook het woord dat het best past bij de imposante en<br />
soms zelfs triomfantelijke barokke architectuur die vaak gebruikt werd.<br />
Telde de Scheldestad vóór 1585 al een zestiental religieuze gemeenschappen,<br />
in 1678 waren dat er niet minder dan 33. Het aantal kloosterlingen<br />
nam toe van een slordige 600 in 1526 tot meer dan 1400 aan de vooravond<br />
van de achttiende eeuw. Oude kloosters herstelden zich, maar ook nieuwe<br />
orden werden tot de stad aangetrokken: jezuïeten, kapucijnen, annuntiaten,<br />
miniemen, ongeschoeide karmelieten en Spaanse theresianen. De gezamenlijke<br />
architectuurbehoefte van deze reguliere gemeenschappen was groot,<br />
en bovendien lieten ze zich soms ook in een onderling architecturaal<br />
opbod ‘tot luister van God’ meeslepen. De transformatie, materieel én symbolisch,<br />
die ze op het stedelijke landschap legden was enorm. Op de Antwerpse<br />
stadskaart van het einde van de zeventiende eeuw prijken niet minder<br />
dan tachtig religieuze en parareligieuze instellingen. Vaak ging het om grote<br />
bouwprojecten op grote percelen, waarbij een goed deel van de na 1585<br />
‘opengevallen’ stedelijke ruimte religieus ingekleurd werd en waardoor de<br />
stedelijke identiteit een fundamentele facelift kreeg.<br />
Het duurde even voor de barok in Antwerpen voet aan wal kreeg.<br />
Typerend in dat verband is dat zowel de Sint-Paulus- (1639) als de Sint-
O N T W I K K E L I N G E N E N V E R W I K K E L I N G E N V A N E E N S T E D E L I J K E R U I M T E<br />
Jacobskerk (1645) nog in gotische stijl werd afgewerkt. Een project dat de<br />
overgang van de lokale bouwstijl naar de moderne barok belichaamt, is<br />
zonder veel twijfel de door Wenceclas Cobergher ontworpen Sint-Augustinuskerk<br />
in de Kammenstraat, een plek die de voorbije jaren herbestemd<br />
werd tot muziekcentrum (Amuz). In 1605 keerde Cobergher na een langdurig<br />
verblijf in Napels en Rome, waar hij als schilder en architect gewerkt<br />
had, naar de Zuidelijke Nederlanden terug. Hij deed dat allicht op verzoek<br />
van de aartshertogen. De façade van zijn Augustinuskerk draagt echter nog<br />
een uitgesproken renaissancistische structuur en de afwisseling van spek -<br />
lagen in natuurzandsteen en bakstenen opvulling verraadt het doorwerken<br />
van de lokale bouwtradities. Met zijn grondplan, kerkmeubilair en prachtige<br />
altaarstukken van de hand van Antoon van Dijck, Jacob Jordaens en<br />
Pieter Paul Rubens, straalde het interieur van dit gebouw na enkele jaren<br />
wel een hypermoderne barokke sfeer uit. Maar hét schoolvoorbeeld van<br />
barokke kerkarchitectuur heeft de stad zonder enige twijfel te danken aan<br />
de Sociëteit van Jezus. Met de aanleg van een plein in het hart van de stad<br />
en de bouw van de Sint-Ignatiuskerk annex professenhuis leverden ze een<br />
prachtig staaltje van grootschalige barokke praal architectuur. De kerk<br />
werd gebouwd naar plannen van de jezuïeten Franciscus Aguilon en Pieter<br />
Huyssens, een project waarin de paters zich overigens hadden laten bijstaan<br />
door Pieter Paul Rubens. Die leverde onder andere ook de schilderijen<br />
voor het plafond van het gebouw. Naar Romeins voorbeeld werd het<br />
schip van wat later de Carolus Borromeuskerk zou gaan heten voorzien<br />
van een tongewelf. Maar innoverend was de kerk vooral door de overvloedige<br />
architecturale ornamentiek van façade en interieur. De ‘marmeren<br />
tempel’ was niet alleen een architecturaal bijzonder gedurfd project, hij was<br />
ook peperduur en werd desondanks snel afgewerkt. De fortuinen die nodig<br />
waren voor de bouw ervan mobiliseerden de paters – die hun hand met het<br />
project uiteindelijk financieel overspeelden – in belangrijke mate binnen<br />
hun sociale netwerken. Tal van rijke Antwerpse families moesten er diep<br />
voor in hun reserves tasten. Dát ze dat deden, zegt echter alles over de goodwill<br />
die op dat ogenblik bestond voor de katholieke reformatie en de toenmalige<br />
verwevenheid tussen kerkelijke en wereldlijke macht. Ook in andere<br />
religieuze projecten werd trouwens een beroep gedaan op particuliere sponsors.<br />
Bij de eerder genoemde bouw van de Sint-Augustinuskerk bijvoorbeeld<br />
speelde Hendrik Van der Goes, een kinderloze koopman en tevens<br />
lid van de stadsregering, een grote rol door zowel geld als knowhow in te<br />
brengen.<br />
33
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : I . S T A D S L A N D S C H A P<br />
34<br />
Tegenkrachten waren er ook, vooral dan van sommige ambachten die<br />
zich binnen de Brede Raad kantten tegen het inpalmen van de stedelijke<br />
ruimte en verzet aantekenden tegen de fiscale voordelen waarvan nogal<br />
wat kloosterorden genoten. Het is onder druk van die ambachten en de<br />
antiklerikale stemming die rond het midden van de eeuw in een moeilijker<br />
economisch klimaat steeds duidelijker werd dat de stad, die de kerkelijke<br />
bouwpolitiek bij het begin van de zeventiende eeuw nog serieus<br />
gesubsidieerd had, gaandeweg ging besparen op haar bouwtoelagen. Ze<br />
zag zich – opnieuw onder druk van de misnoegde ambachten – steeds<br />
vaker verplicht terug te komen op de belastingvoordelen die ze voordien<br />
gunde aan sommige kloosterorden. De vaak onzekere financiële randvoorwaarden<br />
waarbinnen kerken en kloosters hun projecten moesten realiseren,<br />
beletten echter niet dat de bouwprogramma’s van letterlijk tientallen<br />
kloosters en kerken als evenzoveel landmarks het zeventiende- en<br />
achttiende-eeuwse stadslandschap symbolisch markeerden.<br />
De religieuze inkleuring van de stad ging overigens nog veel verder dan<br />
de vermenigvuldiging van min of meer monumentale gebouwen. Al onmiddellijk<br />
na de reconciliatie van de stad lieten leden van de door de jezuïet<br />
Costerus geleide Mariasodaliteit in samenspraak met de magistraat het<br />
standbeeld van Brabo uit de voorgevel van het stadhuis verwijderen. Ze<br />
deden dat ten gunste van een beeltenis van Onze-Lieve-Vrouw. De beeldenwissel<br />
in het centrum van de wereldlijke macht symboliseerde de religieusideologische<br />
machtsverschuiving die plaatsgreep na jaren van calvinistisch<br />
bewind, en werd dan ook met de nodige luister gevierd. Het zou niet bij<br />
het stadhuis alleen blijven. Toen de protestantse Lady Calderwood in 1756<br />
Antwerpen bezocht, was ze zeer onder de indruk van het aantal kloosters<br />
dat ze er aantrof, maar ook door de overvloed aan Mariabeelden die op<br />
verschillende opvallende plaatsen waren aangebracht en zonder veel overdrijven<br />
uitgegroeid waren tot een soort ‘handelsmerk’ van de stad. Ze zei<br />
daarover: ‘Niemand kan me zeggen hoeveel kloosters er zijn, maar er zijn<br />
er twee of drie in elke straat. En wat de beelden der Maagd Maria betreft,<br />
ik geloof dat er zoveel zijn als er maagden van vlees en bloed in de stad<br />
lopen.’3 Inderdaad, wie toen door de straten van de stad liep, kon een<br />
Mariabeeld aantreffen op haast elke straathoek, boven winkeldeuren, in<br />
het midden van de marktpleinen of aan bijna elke bron of waterpomp. De<br />
Mariabeelden werden vaak aangekocht door wijkcomités, die ook gezamenlijk<br />
voor het onderhoud en de aankleding ervan zorgden. Tijdens de<br />
Franse tijd werden ze weggehaald en vele zijn toen ook gesneuveld. Wat
sindsdien werd teruggeplaatst, volstaat echter om zich een beeld te vormen<br />
van de visuele impact die de ‘patrones’ van de stad, om even de woorden van<br />
een andere reiziger te citeren, gehad moet hebben op het stadsbeeld. Een<br />
voorsmaakje van wat de huidige ‘herbestemmingsproblematiek’ van kerkelijke<br />
ruimtes kan inhouden, kregen de Antwerpenaren overigens ook voor<br />
kerken en kloosters tijdens de late Oostenrijkse en Franse tijd. De kerk en<br />
het klooster van de annunciaten, die in de vroege zeventiende eeuw in het<br />
kader van de invasion conventuelle in Antwerpen waren neergestreken,<br />
kunnen hier volstaan als voorbeeld. Dit fraaie, in gotische vormentaal<br />
gegoten kerkgebouw werd in 1614 aan de Lange Winkelstraat gebouwd<br />
naar plannen van Wenceclas Cobergher. Toen Jozef II in 1783 een aantal<br />
‘nutteloze’ kloosters afschafte, overkwam dat lot ook de annunciaten. Leegstand<br />
trof het gebouw. In de daaropvolgende jaren werd de kloosterkerk<br />
enkel nog als paardenstal gebruikt. Na een mislukte poging het gebouw<br />
openbaar te verkopen, richtten de Fransen er een militaire bakkerij in.<br />
Klooster en kerktoren sneuvelden kort daarop, in een brand van 1800. In<br />
1821, ten slotte, werd het kerkgebouw overgedragen aan de protestantse<br />
gemeenschap.<br />
Nogal wat kloosters en kerken hadden zich in de zeventiende eeuw<br />
buiten de oude stadskern gevestigd en het is ook in deze richting dat het<br />
sociale zwaartepunt van de stad na 1585 zou blijven verschuiven. Eigenlijk<br />
waren de eerste aanzetten daartoe al in de zestiende eeuw gegeven. Met<br />
zijn burcht, stadhuis, vleeshuis, Grote Markt en kathedraal vormde het<br />
hart van de stad gedurende de gehele zestiende eeuw immers nog steeds<br />
de belangrijkste symbolische kern van de stedelijke samenleving. Immobiliënprijzen<br />
en ruimtegebrek duwden na 1530 grootschalige nieuwbouwprojecten<br />
zoals de nieuwe beurs, het Tapissierspand en het Hessenhuis<br />
echter uit dat oude stadshart weg. Met dit soort gebouwen werd gaandeweg<br />
ook het zwaartepunt op de sociale kaart van de stad verplaatst. Het is<br />
geen toeval dat de eerste koffiehuizen die rond 1700 de deuren openden en<br />
mikten op een elitaire clientèle, dat vooral deden in de straten in de omgeving<br />
van het beursgebouw.<br />
Particuliere woningmarkt<br />
O N T W I K K E L I N G E N E N V E R W I K K E L I N G E N V A N E E N S T E D E L I J K E R U I M T E<br />
Ook op de particuliere woningmarkt verschoof het maatschappelijke<br />
zwaartepunt. Had de bevolkingsdruk in de zestiende eeuw binnen het<br />
keurslijf van de omwalling nog geleid tot een buitensporige stijging van de<br />
35
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : I . S T A D S L A N D S C H A P<br />
36<br />
huurprijzen, na 1585 werd wonen in Antwerpen opnieuw relatief goedkoop.<br />
Nogal wat rijkere families profiteerden daarvan om langs de grotere uitvalswegen<br />
aanpalende panden en percelen op te kopen, samen te voegen en<br />
te ver(nieuw)bouwen tot grotere stadswoningen. Dat deed bijvoorbeeld<br />
Nicolaas Rockox toen hij in 1603 buitenburgemeester van Antwerpen<br />
werd. Hij kocht een oude woning met binnenhof in de Keizerstraat en<br />
voegde het samen met het aanpalende pand. Beide woningen werden ook<br />
vergroot. Het achterhuis ging onder de sloophamer om plaats te maken<br />
voor een ‘Groot Salet’, een grootse pronkkamer waarin de burgemeester<br />
zijn imposante schilderijencollectie tentoonstelde. Typerend voor nogal<br />
wat van deze grote huyzingen is verder de van een Toscaanse zuilengalerij<br />
voorziene binnentuin of koer tussen de verschillende vleugels. Rockox was<br />
niet alleen. Hij kan hier als voorbeeld gelden voor nogal wat topfamilies<br />
die de prestigieuze uitvalswegen zoals de Keizerstraat, Lange Gasthuisstraat,<br />
Meir en Lange Nieuwstraat opwaardeerden met renovatieprojecten.<br />
Ook Pieter Paul Rubens nestelde zich niet in het stadscentrum.<br />
Gewapend met zijn kennis over en ervaring met Italiaanse stadspaleizen<br />
vestigde Rubens zich op de Wapper, waar hij een imposant stadspaleis met<br />
portiek bewoonde waarvan vooral de levendigheid van de sculpturale ornamentiek<br />
in het oog springt.<br />
De centrifugale tendens werd nog versterkt naarmate in de loop van de<br />
zeventiende en achttiende eeuw de gewoonte – de Antwerpenaren zelf<br />
noemden het een ‘mode’ – toenam om zich per karos of sjees door de straten<br />
te laten rijden. Toen de Italiaan Gioseppo Castelli de stad in 1661<br />
bezocht, uitte hij al zijn verwondering over het grote aantal koetsen die elk<br />
uur van de dag de straten vulden.4 De smalle straten en de perceelstructuur<br />
van de oude binnenstad leenden zich amper tot het manoeuvreren met<br />
paard en koets. De bredere uitvalswegen boden daartoe veel meer mogelijkheden<br />
en de woningen aldaar werden met koetshuizen en inrijpoorten<br />
aan het nieuwe gebruik aangepast. Dat de Antwerpse aalmoezeniers bij<br />
het begin van de achttiende eeuw aan het oude Tapissierspand de voorkeur<br />
gaven boven de lokalen van de Oude Handboog op de Grote Markt,<br />
moet ook in dat verband gezien worden. Een onmiskenbare troef van het<br />
gebouw was immers dat het goed bereikbaar was voor voertuigen. Zoals<br />
dat ook in <strong>Brussel</strong> en elders het geval was, ging theater-, opera- of balbezoek<br />
steevast gepaard met een protserige koetsenparade, waarmee de elites zich<br />
de publieke ruimte toe-eigenden en waardoor zich rond het theater zelfs<br />
een heuse verkeerscongestie kon voordoen.
O N T W I K K E L I N G E N E N V E R W I K K E L I N G E N V A N E E N S T E D E L I J K E R U I M T E<br />
Weken de rijkste Antwerpse huishoudens uit naar de grote assen, van<br />
een echte gentrification – een proces waarbij de komst van rijkere bevolkingsgroepen<br />
de minder vermogenden wegsaneert – was zeker nog geen<br />
sprake. Daarvoor bleef de sociale samenstelling van de bevolking langs<br />
deze uitvalswegen te divers. Neem nu het voorbeeld van de Keizerstraat in<br />
1755. In dat jaar woonden daar een tiental renteniersgezinnen die er, ten<br />
teken van welstand en huiselijk comfort, gemiddeld genomen ook drie<br />
meiden en/of knechten op na hielden. Ook de schout van Antwerpen<br />
huisde er en hij deed dat in goed gezelschap van verschillende andere<br />
hooggeplaatste ambtenaren en enkele rijkere kooplieden. Maar de straat<br />
bood ook onderdak aan kantwerksters, metselaarsknechten, loonarbeiders,<br />
garentwijnders en andere bescheiden lui. Bovendien sloten op zulke prestigieuze<br />
assen in de onmiddellijke omgeving heel vaak ook uitgesproken<br />
armenbuurten aan. Dat geldt bijvoorbeeld voor de Kauwenberg, een ‘probleembuurt’<br />
op een zucht van de Venusstraat en Prinsstraat, waar de rijkdom<br />
te hoop liep.<br />
Het zwaartepunt van de elitaire verhuis- en verbouwbeweging lag<br />
ongetwijfeld in de zeventiende eeuw. In de achttiende eeuw is Jan-Pieter<br />
Van Baurscheit de jongere eigenlijk de enige architect die het vermelden<br />
waard is. Dat zegt voldoende over de bloedarmoede waarmee de Antwerpse<br />
stedenbouw in de verlichtingseeuw kampte. Als architect van het<br />
hotel Van Susteren (het voormalige Koninklijk Paleis) en het Osterriethuis<br />
op de Meir en van twee riante woonhuizen in de Lange Nieuwstraat<br />
introduceerde hij een eigen rococostijl in het achttiende-eeuwse Antwerpen.<br />
Nieuw was dat smaakadviseurs als een Van Baurscheit niet alleen de gevel<br />
voor dit soort gebouwen ontwierpen, maar ook de plannen maakten voor<br />
interieur en binnenhuisdecoratie. Wie bijvoorbeeld aan de door hem verbouwde<br />
Den Grooten Robijn in de Lange Nieuwstraat een bezoek bracht,<br />
kon niet anders dan zeer onder de indruk komen van het rijke, maar vooral<br />
ook smaakvol en homogeen ingerichte interieur van het riante pand.<br />
Waren een aantal ruimtes duidelijk als publieke ontvangstzaal ingericht,<br />
dan zorgden de intiemere kabinetten omgekeerd voor een private sfeer.<br />
Van Baurscheits opdrachtgever was dan ook niet de eerste de beste inwoner.<br />
Bouwheer jonker Jan Antoni Dubois behoorde immers tot de absolute top<br />
van de samenleving. Die sociale status stalde hij ook breed uit, zoals onder<br />
meer mag blijken uit het uitgebreide wagenpark van zeven koetsen en twee<br />
sneeuwsleden waaruit de edelman en zijn familie konden kiezen om zich<br />
in de publieke ruimte te begeven. De ontvangstruimtes op de beneden-<br />
37
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : I . S T A D S L A N D S C H A P<br />
38<br />
verdieping waren duidelijk ingericht met het oog op de ontvangst van vele<br />
gasten uit de high society. In de kamer achter de trapzaal bijvoorbeeld<br />
bevonden zich niet minder dan tien speeltafels, die samen met de smaakvolle<br />
garnering van rood damasten of gebloemd trijpen venstergordijnen,<br />
écrans, fauteuils en zetels een smaakvolle eenheid vormden.<br />
In al zijn ‘onrepresentatieve’ luxe verraadt ook dit bouwproject belangrijke<br />
kenmerken van de Antwerpse woningmarkt na 1585. De belangrijkste<br />
projecten waren immers ‘verbouwingen’ en bij de renovaties werd altijd ook<br />
uitgegaan van de mogelijkheden en beperkingen van het aanwezige patrimonium.<br />
Wie minder ruim bij kas zat dan het handvol zeer gefortuneerde<br />
families, van wie de imposante stadspaleizen nog steeds het landschap<br />
tekenen, hield het ook bescheidener. Tientallen Antwerpenaren versteenden,<br />
in lijn met een tendens die in de zestiende eeuw al was ingezet, hun<br />
gevels of verfraaiden ze ‘tot cieraet van de stad’, zoals het dan in de bronnen<br />
omschreven werd. Vaak ook werden bestaande woningen in de zeventiende<br />
eeuw voorzien van monumentale poortomlijstingen. Maar voor velen was<br />
ook dat soort ‘bescheiden’ ingrepen geen optie wegens geldgebrek. De<br />
riante architectuurprojecten die de tand des tijds doorstaan hebben en als<br />
het ware alle aandacht naar zich toe zuigen, onttrekken in één beweging<br />
de duizenden veel bescheidenere woningen aan het oog. Nogal wat mensen<br />
moesten het doen met zeer kleine en minder goed onderhouden huizen, en<br />
vaak deelden ze die met verschillende gezinnen. Duizenden moesten zich<br />
zelfs zien te redden op één enkele kamer. Het huizenbestand dat in de vijftiende<br />
en zestiende eeuw tot stand kwam, de houten woningen incluis, zou<br />
dan ook nog tot diep in de negentiende eeuw grote delen van de stad blijven<br />
typeren. De stad waarover de buitenlandse reizigers aan het einde van<br />
de achttiende eeuw, tenminste in architecturaal opzicht, zich dikwijls laatdunkend<br />
uitlieten, droeg in vele opzichten nog een middeleeuwse signatuur<br />
met een zestiende-eeuwse toets.<br />
NegeNtieNde-eeuwse<br />
ruimtelijke oNtwikkeliNg<br />
Het eeuwenoude Antwerpse stedelijke silhouet, waarbij de zestiendeeeuwse<br />
stadsmuren en -poorten het landschap domineerden, zou in de loop<br />
van de negentiende eeuw grondig wijzigen. De heropening van de Schelde<br />
en de komst van Napoleon brachten heel wat investeringen met zich mee
voor stedenbouwkundige infrastructuurprojecten, vooral gericht op de<br />
economische heropleving van de haven. Tegelijk groeide het bewonersaantal<br />
en drong de nood aan een nieuwe stadsuitbreiding zich op. De zestiende-eeuwse<br />
stadsomwalling, sinds de Fransen eigendom van de centrale<br />
overheid, bleef echter nog decennia lang als een strak korset om de stad<br />
gekneld.<br />
De verfransing van de stad<br />
O N T W I K K E L I N G E N E N V E R W I K K E L I N G E N V A N E E N S T E D E L I J K E R U I M T E<br />
Toen Napoleon Antwerpen voor de eerste maal bezocht, verzuchtte hij<br />
dat Antwerpen geen metropool meer was, maar een verwaarloosde plek<br />
met niets dan ruïne en verval. Zij geleek volgens hem nauwelijks op een<br />
Europese stad, hij waande zich, zo zei hij, in een Afrikaanse stad. Kort na<br />
zijn bezoek zette hij heel wat geld in om de haven weer rendabel te maken.<br />
Het resulteerde in een indrukwekkende reeks maritieme werken, waaronder<br />
de bouw van een arsenaal en scheepswerf ten zuiden van de zestiendeeeuwse<br />
citadel, de constructie van een dok en de aanleg van 1500 meter<br />
Scheldekaaien. Later kwamen daar ten noorden van de stad – in de zogenaamde<br />
zestiende-eeuwse Nieuwstad – nog dokken bij: het Grote en<br />
Kleine Dok, nu bekend als Willem- en Bonapartedok. De overheidsingenieurs<br />
verantwoordelijk voor de rechttrekking van de Schelde lieten ook<br />
honderden woningen van de middeleeuwse stad afbreken om zo de kaaien<br />
te kunnen verbreden.<br />
Stilletjesaan slaagde de stad er ook in voordeel te halen uit de heropening<br />
van de Schelde in 1795. Rond 1800 was Antwerpen als havenstad – na de<br />
afsluiting van alle internationale maritieme transport in de voorbije twee<br />
eeuwen – immers virtueel nog onbestaand, maar omstreeks 1840 evolueerde<br />
ze van een middelgroot regionaal textielcentrum naar een havenstad met<br />
een plaatsje in de top twintig van internationale havensteden. In 1875<br />
was ze zelfs uitgegroeid tot de op drie na grootste haven van de wereld, na<br />
Londen, New York en Liverpool. Op demografisch gebied ging dit<br />
gepaard met een groei van 50.973 inwoners in 1784, over 88.487 in 1846, tot<br />
302.058 inwoners in 1900 (inclusief stadsvergroting).<br />
Deze groei had zo zijn gevolgen voor de beschikbare ruimte in te stad.<br />
Wanneer er in de eerste decennia van de negentiende eeuw intra muros<br />
nog enigszins voldoende leefruimte was, dan kwam deze na 1840 sterk<br />
onder druk te staan. Een eerste ‘traditionele’ oplossing bestond uit het<br />
onderverdelen van bestaande woningen in meerdere wooneenheden. Heel<br />
39
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : I . S T A D S L A N D S C H A P<br />
40<br />
wat van deze getransformeerde complexen bevonden zich in de ‘armere’,<br />
zuidelijk gelegen vierde wijk. Daarnaast brak men meer en meer bestaande<br />
panden af om ze te vervangen door ruimere stadswoningen. Uitzonderlijk<br />
genoeg ontstond er ook een volledig nieuwe woonwijk. Zo creëerde men<br />
omstreeks 1850 de nog deels bewaarde, homogene bebouwing van de huidige<br />
Terninck- en Schermersstraat, Begijnenvest en Kasteelpleinstraat op<br />
de gronden van het voormalige Geuzenkerkhof en kapucinessenklooster.<br />
Kort daarna werd in deze wijk ook de nieuwe gevangenis gebouwd (1854-<br />
1859), die in de volksmond als ‘de Begijnenstraat’ bekendstaat.<br />
De inventieve ingrepen intra muros volstonden echter niet en meer<br />
en meer verschenen er woningen binnen de militaire verdedigingslijn<br />
extra muros. In 1854 woonden niet minder dan 15.800 personen buiten<br />
de stadsmuren, meer bepaald in het buitenstedelijke gebied dat later als de<br />
vijfde wijk werd aangeduid. Meestal ging het om de laagste sociale bevolkingsgroepen,<br />
die er in houten barakken huisden, zonder enige sanitaire<br />
voorzieningen. Ze werden er gedoogd, maar van de ontwikkeling van stedelijke<br />
infrastructuur in de buitenwijk was er op dat moment nog geen<br />
sprake.<br />
De Fransen stimuleerden immers niet alleen de haveninfrastructuur,<br />
ze streefden ook naar een verfraaiing of misschien beter ‘verfransing’ van<br />
de stedelijke publieke ruimte. François Verly, als architecte de la ville aangesteld<br />
door de Franse centrale overheid, was hierbij een belangrijke figuur.<br />
Verly werkte maar liefst drie verfraaiingsplannen uit (1801, 1802 en 1803).<br />
Het derde en definitieve plan bevatte een waaier van publieke infrastructuur,<br />
inclusief de aanleg van straten en pleinen, kaaien, dokken en markten,<br />
monumenten en fonteinen, tot en met onderwijsgebouwen, een slachthuis<br />
en de botanische tuin. Hoewel door het gedwongen Franse vertrek slechts<br />
een deel van de ambitieuze plannen kon worden gerealiseerd, verloor de<br />
stad tijdens de Franse periode veel van haar middeleeuwse aanzicht. Ook<br />
privé-eigenaars ontsnapten niet aan de verfransing: huisnummers werden<br />
voor het eerst aangebracht, bestaande gevels meer en meer in ‘Franse stijl’<br />
verbouwd (en massaal gewit) en ook binnenskamers raakte het neoclassicisme<br />
in de mode. De Franse overheid had daarnaast ook het idee om de<br />
linkeroever te ontwikkelen en droomde van een indrukwekkend hôtel en<br />
bijbehorende stedelijke ontwikkeling, de zogenaamde Ville Marie-Louise.<br />
Het project werd nooit gerealiseerd, maar het idee om de waardevolle<br />
bouwgrond op de westoever van de Schelde te ontwikkelen zou in de<br />
komende decennia nog vaak terugkeren.
O N T W I K K E L I N G E N E N V E R W I K K E L I N G E N V A N E E N S T E D E L I J K E R U I M T E<br />
Heel wat Franse concepten en plannen, die wegens de oorlog en financiële<br />
situatie onuitgevoerd bleven, werden in de Hollandse periode – al dan<br />
niet in een aangepaste vorm – opnieuw opgepikt en uitgevoerd. In de eerste<br />
naoorlogse jaren was dit echter nog minimaal vanwege de voorgaande<br />
militaire uitgaven. In 1816 nam de afbetaling van de militaire uitgaven niet<br />
minder dan een vierde van de totale stadsbegroting in beslag. Geleidelijk<br />
aan verbeterde de situatie echter, wat zich ook weerspiegelde in het toenemende<br />
aandeel van openbare werken in de totale begroting: van 12,95<br />
procent in 1817 en 20,46 procent in 1819 naar 26,38 procent in 1829. Stadshistorici<br />
als Frans Hendrik Mertens, Karel Lodewijk Torfs, Floris Prims<br />
of Lode de Barsée wezen daarbij op de sterke invloed van burgemeester<br />
Florent Van Ertborn en de in 1819 aangestelde stadsarchitect Pierre Bruno<br />
Bourla. Recente onderzoekers nuanceren echter deze eerder heroïsche toeschrijvingen<br />
en benadrukken eerder de sterke continuïteit in het Antwerpse<br />
stedelijke bouwbeleid tijdens de Franse en Nederlandse periode.<br />
Bourla en zijn medewerkers namen onder meer belangrijke elementen van<br />
het concept van Verly’s plan d’embelissement over en werkten het verder uit.<br />
Bourla zorgde bovendien voor de verdere afwerking van de bestaande<br />
kaaien en dokken, de constructie van twee droogdokken en het Entrepôt<br />
Royal, de aanleg van het Burchtplein, de overwelving van stadsruien, alsook<br />
de verfraaiing van de stad met monumentale projecten zoals de bouw<br />
van de Sint-Laurentiuskerk en kerkhof (1824-1825, afgebroken), de botanische<br />
tuin en oranjerie (1826, de oranjerie is verdwenen), het Théâtre Royal<br />
(1827-1834, de huidige Bourlaschouwburg) en schoolgebouwen. Zodoende<br />
erfde de negentiende eeuw als het ware niet alleen een Franse wetgeving<br />
en administratieve structuren, maar net zo goed de Franse projecten voor<br />
infrastructuur en omvangrijke publieke bouwprojecten.<br />
Intussen slibde de binnenstad meer en meer dicht. De behoefte aan<br />
vierkante meters woon- en werkoppervlakte werd door de zich wijzigende<br />
demografische en economische stedelijke context steeds nijpender. In de<br />
gemeenteraad van 29 januari 1847 besprak men het probleem van de stadsvergroting<br />
voor het eerst, om in de volgende decennia niet meer van de<br />
agenda te verdwijnen. De stadsvergroting bezorgde niet alleen politici slapeloze<br />
nachten, ook diverse stedelijke belangengroepen mengden zich actief<br />
in het debat. In de jaren na 1847 formuleerden ze diverse opties. Een eerste<br />
concept voorzag de verdere ontwikkeling van de stad in de vijfde wijk,<br />
aan de oostzijde van de stad. Hiermee werd geanticipeerd op het intrekken<br />
van het verbod op het bouwen in de militaire zone extra muros. Vooral<br />
41
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : I . S T A D S L A N D S C H A P<br />
42<br />
commerciële belangengroepen waren dit concept zeer genegen, en vanuit<br />
dit perspectief stelden onder anderen de ondernemende broers Hertogs<br />
een plan voor (1848) waarbij de Stuivenbergwijk verder zou kunnen uitgroeien.<br />
In hun plan zou deze wijk zich verder ontwikkelen als een handelsdistrict,<br />
met extra dokken, opslagruimtes en een commercieel goederenstation.<br />
Cruciale aandachtspunten vormden de externe communicatie en<br />
de link met de haven.<br />
De bewoners van de vijfde wijk onderschreven dit plan niet; ze vreesden<br />
immers de onteigening van hun eigendommen op grond van de handelsbelangen.<br />
In een tegenvoorstel braken ze de zestiende-eeuwse stadsomwalling<br />
af en ontwierpen een nieuw en ruimer defensiesysteem. Een<br />
derde concept – het zogenaamde plan-Keller (1860) – volgde de bewonersvisie<br />
grotendeels, maar behield de zestiende-eeuwse stadsmuren. Een vierde<br />
en laatste concept daarentegen stelde de (economische) ontwikkeling van<br />
de linkeroever opnieuw voorop (onder meer project-Tarte, 1851). Het<br />
grootste struikelblok hierbij bleef echter de overbrugging van de Schelde.<br />
Verdedigingsmechanisme of stedelijk korset?<br />
Het nijpende tekort aan vierkante meters werd uiteindelijk opgelost<br />
door de bouw van een nieuwe, grotere stadsomwalling: de Brialmontfortengordel,<br />
die er nochtans eerder uit militaire overwegingen kwam. In het<br />
midden van de negentiende eeuw namen de politieke spanningen in Europa<br />
opnieuw toe. Meer en meer bedreigden de Franse annexatieplannen de<br />
sinds 1830 opgelegde Belgische neutraliteit en verstoorden ze het optimisme<br />
van weleer, zodat de nationale defensie opnieuw een prioriteit werd.<br />
De Belgische militaire leiding formuleerde meerdere nationale verdedigingsprojecten,<br />
die meestal uitgingen van het principe van een réduit<br />
national (concentrationisme). Volgens dit principe werd de nationale<br />
defensie geconcentreerd in een of meerdere grote versterkte posities die in<br />
oorlogstijd bevoorraad konden worden. In de debatten lag zowel <strong>Brussel</strong><br />
(als bestuurlijke hoofdplaats) als Antwerpen (als haven) in de weegschaal.<br />
De aanwezigheid van de Schelde als garantie voor bevoorradingsmogelijkheden<br />
over zee én de bereikbaarheid vanuit Engeland in tijden van<br />
Franse oorlogsdreiging deden de balans uitslaan naar Antwerpen. Deze<br />
beslissing ging echter volledig in tegen het stadsbestuur en de plaatselijke<br />
publieke opinie; het impliceerde immers dat de defensie van het land volledig<br />
door Antwerpen zou worden opgevangen. Bovendien zou Antwer-
O N T W I K K E L I N G E N E N V E R W I K K E L I N G E N V A N E E N S T E D E L I J K E R U I M T E<br />
pen zo opgescheept blijven met een verstikkende fortengordel, waardoor<br />
de stad zich niet zo dynamisch kon ontwikkelen als andere Belgische en<br />
Europese steden.<br />
In de praktijk leidde het plan ook tot de afbraak van heel wat woningen<br />
in de vijfde wijk extra muros om het militaire terrein te vrijwaren.<br />
Hierop brak in Antwerpen een storm van protest uit, niet alleen van bewoners<br />
en eigenaars, maar ook van ondernemers en werkgevers, die bovendien<br />
sterk vertegenwoordigd waren in het Antwerpse stadsbestuur. Het protest<br />
leidde niet alleen tot de totstandkoming van speciale stedelijke actiegroepen,<br />
commissies en tegenvoorstellen, maar voedde ook de Antwerpse<br />
anti militaristische houding binnen het nationale politieke debat. Uiteindelijk<br />
zou de stad echter het onderspit delven en dreef de nationale overheid<br />
haar plannen door om van Antwerpen een nationale verschansing te<br />
maken.<br />
In de praktijk bleek de zestiende-eeuwse omwalling echter niet te voldoen<br />
aan de nieuwe militaire noden. Studies toonden ook aan dat een efficiënte<br />
verdediging op basis van de bestaande fortificaties van de stad niet<br />
mogelijk was wegens de nabije ligging van de zich verstedelijkende randgemeenten<br />
Berchem en Borgerhout. Er moest een nieuwe en grotere versterking<br />
komen. Ze kwam tot stand tussen 1859 en 1864. Deze nieuwe<br />
versterking is bekend als de zogenaamde Brialmontversterking, genoemd<br />
naar de kapitein van het Belgische leger Henri Alexis Brialmont, verantwoordelijk<br />
voor de vesting Antwerpen. Met de Brialmontversterking vanaf<br />
1859 kreeg de stad een nieuw, ruimer korset aangepast. De bouw van deze<br />
nieuwe stadsomwalling verzevenvoudigde in één klap het bestaande stedelijke<br />
territorium van 242 naar 1650 hectare, terwijl de zestiende-eeuwse<br />
omwalling meteen haar militaire functie verloor. De militaire overheid droeg<br />
haar in 1859 dan ook over aan de stad Antwerpen. Over de toekomst van de<br />
stadsmuren groeide er bij zowel het Antwerpse stadsbestuur als heel wat<br />
inwoners steeds meer eensgezindheid: afbreken was de boodschap. Al het<br />
in- en uitgaande stedelijke transport verliep immers langs de zes toegangspoorten<br />
met hun beperkte capaciteit. Ook vonden bouwlustige ondernemers<br />
dat de stadsmuren te veel kostbare bouwgronden in beslag namen.<br />
De afbraak lokte niettemin ook felle protesten uit van kunstenaars en<br />
Antwerpse historici, en vervolgens ook van de Koninklijke Commissie<br />
voor Monumenten, de in 1835 opgerichte nationale adviescommissie voor<br />
monumentenzorg. Hun acties waren evenwel nooit gericht op het geheel<br />
van de stadsomwallingen (muren, poorten en citadel), maar werden enkel<br />
43
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : I . S T A D S L A N D S C H A P<br />
44<br />
toegespitst op de monumentale poorten. In 1865 haalde stadsarchivaris<br />
Pieter Génard de geschiedenis van de poorten van onder het stof. Génards<br />
argumentatie voor het behoud van beide poorten was opgebouwd rond<br />
hun artistieke kwaliteiten en historische belang: ‘la première [Keizerspoort<br />
of Berchemse Poort; red.] est, pour ainsi dire, la preuve matérielle des grand<br />
privilèges dont jouissaient nos ancêtres; la seconde [porte de Kipdorp ou de Borgerhout]<br />
constate que les Anversois savaient défendre leurs droits contre des attaques<br />
perfides; l’une et l’autre sont des monuments de la liberté communale’.5<br />
Aanhangers van de afbraak haalden eveneens hun argumentatie uit de<br />
geschiedenis, maar stelden daarentegen dat de Keizerspoort herinnerde aan<br />
een periode van onderdrukking. De stadsomwalling en poorten, als geheel,<br />
werden immers gezien als een ‘Spaanse omwalling’, hoewel dat in feite<br />
enkel voor de citadel geldt. De symbolische veralgemening werd echter als<br />
belangrijk argument gebruikt bij de voorstanders van de afbraak.<br />
De Koninklijke Commissie voor Monumenten en haar provinciale<br />
comité organiseerden op hun beurt een missie die de monumenten iconografisch<br />
documenteerde – onder andere met een fotoreportage door<br />
Edmond Fierlants – en lanceerde meerdere stedenbouwkundige tegenvoorstellen<br />
voor de afbraakplannen. De stad toonde zich niet gevoelig voor<br />
deze voorstellen. In zijn bijeenkomst van 3 juni 1865 besliste het stadsbestuur<br />
definitief tot de afbraak. De Koninklijke Commissie kon niet anders<br />
dan haar protestacties staken, omdat de poorten volledig met de grond<br />
gelijkgemaakt werden. Ondanks het ongeduld van het stadsbestuur en een<br />
groot deel van de bevolking zou de concrete afbraak echter een proces van<br />
lange adem worden met uitvoerige discussies en conflicten (1859-1881). Zo<br />
verwierf de stad in 1859 enkel het eigendomsrecht van de stadsomwalling<br />
en de poorten en niet dat van de citadel. Pas tien jaar later was de staat<br />
bereid om dit ‘vervloekte kasteel’ af te staan. De afbraakwerken zouden<br />
duren tot 1881, waardoor ook de zuidelijke stadsuitbreiding mogelijk werd.<br />
Toen puntje bij paaltje kwam, zou de nieuwe ‘grote omwalling’ nauwelijks<br />
van enig nut blijken. Al in het begin van de jaren 1870 (de Frans-Pruisische<br />
oorlog) bleek het immense bouwwerk niet bestand tegen de nieuwste<br />
militaire technieken. De militaire overheid besliste al snel om de<br />
fortlinie rond Antwerpen opnieuw te vergroten en vanaf 1906 – slechts<br />
vijftig jaar na de eerste steenlegging – verloor de Brialmontomwalling volledig<br />
haar nut. Naar analogie met de afbraak van de Spaanse omwalling<br />
werden eerst bressen naast de stadspoorten geslagen om zo de circulatie<br />
met het achterland te bevorderen. Tijdens het interbellum verdwenen de
O N T W I K K E L I N G E N E N V E R W I K K E L I N G E N V A N E E N S T E D E L I J K E R U I M T E<br />
grootste delen en in de jaren 1960 gingen alle restanten tegen de grond<br />
– met uitzondering van enkele forten – om plaats te maken voor de Antwerpse<br />
Ring.<br />
Invulling van de nieuwe stedelijke ruimte<br />
De concrete invulling van de nieuwe stedelijke ruimte werd uitgetekend<br />
door stadsingenieur Théodore Van Bever (zie kaart p. xxx). Van<br />
Bever opteerde voor een dichtgegroeide stadsstructuur binnen de nieuwe<br />
omwalling. Zijn stedenbouwkundige plan voorzag in de aanleg van een<br />
stedelijke ruimte, omringd door de Brialmontfortengordel, waarbij hij de<br />
bestaande infrastructuur en het grondplan van de vijfde wijk respecteerde.<br />
Centraal in het plan stond de aanleg van een ringboulevard, de huidige<br />
leien, op het tracé van de voormalige stadsomwalling. Langs deze boulevard<br />
werd een raster van bouwblokken voorzien. Hierbij werden omvangrijke<br />
bouw percelen gereserveerd voor de stad en de hogere overheden,<br />
waarop vervolgens de Vlaamse schouwburg (1869-1874) – gesloopt in 1960,<br />
thans de verkommerende Theaterbuilding, tegenover de Vlaamse Opera –,<br />
het Justitiepaleis (1877), de kerk van het Onze-Lieve-Vrouwecollege (1877-<br />
1881), de Nationale Bank (1879), het Koninklijk Atheneum (1884) en de<br />
Vlaamse Opera (1904) werden gebouwd. Er kwamen ook nieuwe verbindings<br />
wegen, waarlangs nieuwe stadswijken zich konden ontwikkelen,<br />
‘à être habités par des familles riches, recherchant le luxe à l’extérieur autant qu’à<br />
l’intérieur’. Door middel van projectontwikkeling door bouw- en financieringsmaatschappijen<br />
werden deze nieuwe stadswijken, zoals het Zuid en<br />
Zurenborg, verder ontwikkeld.<br />
De bestaande bebouwing in de vijfde wijk daarentegen werd gedoogd<br />
en de armere en industriële buurten zoals de Seefhoek ontwikkelden zich<br />
zonder vooropgezet plan verder op het chaotische ritme van de kleine<br />
investeerder. In deze periode zagen op initiatief van de stedelijke overheid<br />
ook de eerste sociale woonprojecten het licht – zoals de arbeiderswoningen<br />
in de Boeksteeg in de armere Sint-Andrieswijk of in de Stuivenbergwijk<br />
–, al bleven ze in schaal en omvang nog redelijk beperkt. Het plan-Van<br />
Bever voorzag naast de wandelpromenades op de leien ook in de groene<br />
ruimte met aanleg van een stadspark op het voormalige terrein van de<br />
Lunette d’Herentals. Voor het eigenlijke ontwerp werd een internationale<br />
wedstrijd uitgeschreven, gewonnen door de Duitse landschapsarchitect<br />
Edouard Keilig (1827-1895).<br />
45
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : I . S T A D S L A N D S C H A P<br />
46<br />
In het ontwerp van de nieuwe stadsontwikkeling ging ook heel wat<br />
aandacht uit naar de verdere ontwikkeling van de haveninfrastructuur. Zo<br />
werd er een connectie gepland tussen het Bonaparte- en het Willemdok<br />
en werden het Kattendijkdok (1863), het Houtdok (1864), het Verbindingsdok<br />
(1869) en het Kempisch dok (1873) aangelegd. Ook de verdere rechttrekking<br />
van de kaaien (over een lengte van 3,5 kilometer) werd opgenomen<br />
in het masterplan en uitgevoerd in de periode 1877-1884, waarbij de oudste<br />
historische kern van Antwerpen – de Werf en het Burchtplein – afgebroken<br />
werd, inclusief meer dan 600 woningen, waaronder nog een aantal middeleeuwse<br />
houten huizen. Het Steen overleefde als een van de weinige gebouwen<br />
de tabula rasa. Het kwam wel volledig geïsoleerd te staan, tussen de<br />
promenade en hangars op de heraangelegde kaaien. Deze werken resulteerden<br />
in een nieuwe Antwerpse skyline, die ook vandaag nog het stadsbeeld<br />
bepaalt.<br />
Dit alles was slechts mogelijk door een vernieuwde juridische visie op<br />
onteigening, met de onteigening per zone (wet van 1 juli 1858). Hierbij werd<br />
onteigening van privé-eigendommen mogelijk om ongezonde wijken te<br />
saneren, straten opnieuw aan te leggen (en vaak ook te verbreden) en grote<br />
infrastructuurprojecten te realiseren. Later werden niet alleen saneringsen<br />
infrastructuurwerken, maar ook ‘verfraaiings- en verbeteringswerken’<br />
als juridisch motief aanvaard voor de realisatie van grote stadsvernieuwingsprojecten<br />
en bijbehorende onteigeningen (wet van 15 november 1867).<br />
De komst van de spoorwegen en de inplanting van het spoorwegstation<br />
oefenden eveneens een grote invloed uit op de Antwerpse stedelijke ruimte.<br />
De afscheuring van Nederland in 1830 bracht de voor de jonge Belgische<br />
natie vitale doorvoerhandel van de Antwerpse haven naar het Rijnland in<br />
het gedrang. Een deel van deze handels- en transportroute verliep immers<br />
via Nederlandse binnenwateren. Wegens het te grote risico van een economische<br />
boycot dat daar het gevolg van was, zag de overheid zich verplicht<br />
een manier te zoeken om zich los te maken van Nederland. Naast de<br />
afwerking van het onder de Fransen gestarte maar onvoltooide kanaal<br />
Antwerpen-Herentals-Weert-Venlo-Neuss aan de Rijn, werd uiteindelijk<br />
gekozen voor de bouw van een spoorweg, de ‘IJzeren Rijn’. Er kwam een<br />
tracé van 248 kilometer, van Antwerpen over Mechelen, Leuven, Tienen,<br />
Luik, Verviers en Keulen tot aan de Rijn. Via Mechelen kreeg Antwerpen<br />
bovendien een hoofdstedelijke verbinding met <strong>Brussel</strong>. De eerste spoorwegwerken<br />
in België startten in mei 1834 en twee jaar later al werd de<br />
spoorlijn Antwerpen-Mechelen in gebruik genomen. De spoorweg speelde
O N T W I K K E L I N G E N E N V E R W I K K E L I N G E N V A N E E N S T E D E L I J K E R U I M T E<br />
een belangrijke rol in de ontwikkeling van de Antwerpse haven, maar werd<br />
ook een belangrijk (eind)station voor heel wat reizigerstransport. In de<br />
tweede helft van de negentiende eeuw maakten steeds meer migranten<br />
immers de oversteek naar de Verenigde Staten of Canada. Heel wat gelukzoekers<br />
arriveerden per trein in Antwerpen om vervolgens hun reis per<br />
schip verder te zetten.<br />
In 1836 werd het Antwerpse eindstation, in de buurt van het huidige<br />
Centraal Station, opgericht. Dat was toen net buiten de stadsmuren, langs<br />
de weg naar Turnhout (de huidige Carnotstraat) ter hoogte van de Borgerhoutse<br />
of Kipdorppoort. Het gebouw waar de vier treinsporen samenkwamen,<br />
was niet meer dan een verzameling schamele barakken, die bij<br />
militaire operaties in een mum van tijd konden worden afgebroken of platgebrand.<br />
In 1854 werd het oude gebouw afgebroken en vervangen door een<br />
nieuw, eveneens snel te deconstrueren stationsgebouw van hout en ijzer.<br />
Het kreeg de naam Ooststatie en had zeven sporen. In 1866 kwam het station<br />
binnen de negentiende-eeuwse stadsuitbreiding te liggen, waarna de<br />
ringspoorweg (1871) rond Antwerpen werd aangelegd en de toegangswegen<br />
tot het station werden verbreed. De De Keyserlei, die haar naam kreeg in<br />
1870, raakte als uitgaansbuurt met haar talrijke cafés, restaurants, hotels en<br />
dansgelegenheden tot ver buiten de landsgrenzen bekend.<br />
Zodra de stadsuitbreidingsplannen werden goedgekeurd, ontstonden<br />
ook de eerste plannen voor een ‘echt stenen station’, ‘een station in overeenstemming<br />
met de Antwerpse artistieke faam’. Decennialang debatteerden<br />
voor- en tegenstanders over de uiteenlopende projectvoorstellen. Het<br />
grootste struikelblok was de hoogte van de spoorbedding, evenals de stedenbouwkundige<br />
inplanting van het station, dat Middenstatie of ‘Anvers<br />
Centrale’ zou worden genoemd. In de eerste ontwerpen – gemaakt in<br />
opdracht van het ministerie van Spoorwegen, Posterijen en Telegraafdiensten<br />
– werden het station op een plateau en de sporen op een berm van vier<br />
tot zes meter boven het bestaande maaiveld geplaatst. Het stadsbestuur<br />
steigerde. Na een jarenlange campagne voor de afbraak van de oude stadsomwalling<br />
die de stad van haar buitenwijken scheidde, zagen ze in deze<br />
plannen opnieuw de stad in tweeën gesplitst worden. Het belette echter<br />
niet dat de staat de verhoging van de spoorbedding goedkeurde. Minister<br />
Jules Vandenpeereboom beloofde dat het station dat het oude zou vervangen<br />
het mooiste van het hele land zou worden. De ontwerpopdracht werd<br />
toegekend aan de Antwerpse architect Ernest Dieltiens, maar van de uitvoering<br />
van zijn plannen kwam niet veel terecht.<br />
47
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : I . S T A D S L A N D S C H A P<br />
48<br />
In 1894 kreeg de Brugse stadsarchitect Louis Dela Censerie de opdracht.<br />
Hij ontwierp een gebouw dat hij zelf stilistisch omschreef als ‘barok-middeleeuws<br />
eclecticisme’ en dat overladen werd met stedelijke en nationale symbolen,<br />
zoals het Antwerpse wapenschild, de Belgische leeuw en de initialen<br />
van Leopold II. De koning, zelf liefhebber van het nieuwe transportmiddel,<br />
had aangedrongen op een monumentaal bouwwerk. Het werd dan ook<br />
niet minder dan ‘une belle pièce de pâtisserie’. Een tweede deel vormde de<br />
indrukwekkende spoorhal, ontworpen door spoorweginge nieur Clement<br />
Van Bogaert. Hij leverde met zijn spoorweginfrastructuur en 180 meter<br />
lange en meer dan 40 meter hoge overkapping in glas en staal een sterk<br />
staaltje van de technische kennis die de negentiende-eeuwse inge nieurs<br />
hadden ontwikkeld. In samenwerking met de Antwerpenaar Jan Van<br />
Asperen ontwierp Van Bogaert eveneens de spoorwegberm tussen Antwerpen-Centraal<br />
en het station van Berchem. Het Antwerpse Centraal<br />
Station werd daarmee een van de meest geroemde negentiende-eeuwse<br />
spoorwegkathedralen. Hoewel de eerste steen gelegd werd in 1895, duurde<br />
het meer dan tien jaar vooraleer het gebouw kon worden opgeleverd. De<br />
Antwerpenaren spraken dan ook van ‘een station in stillekesaanstijl’.<br />
de stad Naar de raNd eN omgekeerd ?<br />
Twintigste-eeuwse Antwerpse stadsuitbreidingen<br />
Tot aan de Eerste Wereldoorlog is de evolutie van het Antwerpse stedelijke<br />
landschap duidelijk geografisch te schetsen, vanaf het interbellum<br />
wordt dat heel wat complexer. Toch kende de stad ook in de loop van de<br />
twintigste eeuw een aantal duidelijk te identificeren gebiedsuitbreidingen.<br />
Een groot deel daarvan stond in het teken van de havenontwikkeling. Om<br />
die te realiseren werden in 1914 delen van het grondgebied van de gemeenten<br />
Ekeren en Oosterweel (in totaal 1205 hectare) aan de stad gehecht. Wat<br />
later, in 1927, kwam er een territoriale expansie (3555 hectare) naar het noorden,<br />
waarbij de staat grote stukken land afstond gelegen tussen de Schelde<br />
en de spoorweg naar Nederland, en delen van onder meer het voormalige<br />
Noordkasteel en van de inmiddels ontmantelde Brialmontfortengordel.<br />
Vervolgens werden in 1929 delen van de gemeenten Ekeren, Merksem,<br />
Hoevenen en Lillo en de polderdorpen Oosterweel, Oorderen en Wilmarsdonk<br />
volledig onteigend en opgeofferd aan de haven. Als gevolg daar-
O N T W I K K E L I N G E N E N V E R W I K K E L I N G E N V A N E E N S T E D E L I J K E R U I M T E<br />
van werd het religieuze erfgoed nu eens afgebroken, dan weer ontmanteld<br />
– delen van de kerkinterieurs staan vandaag nog stof te vergaren in stedelijke<br />
depots – en werden honderden woningen afgebroken en moesten vele<br />
bewoners tegen wil en dank verhuizen.<br />
De havenexpansie ging ook gepaard met een heel actieve en gecentraliseerde<br />
politiek van openbare werken, waarvoor in 1929 een speciale Nationale<br />
Commissie voor Grote Openbare Werken werd opgericht, die de communicatie<br />
met het Europese achterland moest verbeteren. De commissie stond<br />
onder andere in voor de realisatie van het Albertkanaal (1934/ 1935) en de verbetering<br />
van het (spoor)wegennet van en naar de haven. Daarnaast was de<br />
Intercommunale Maatschappij van de Linker Scheldeoever (IMALSO, 1929)<br />
in 1931 gestart met het graven van een voetgangers- en voertuigentunnel onder<br />
de Schelde. Op die manier kwam voor het eerst in de Antwerpse geschiedenis<br />
een permanente verbinding tot stand met de Linkeroever, waardoor<br />
ook ruimte werd geschapen voor arbeiderswoningen, dokken en industrie.<br />
Ook na de Tweede Wereldoorlog bleef de havenuitbreiding bovenaan<br />
op de agenda van het stedelijke en nationale beleid staan. In de periode<br />
1955-1956 sloot de overheid diverse akkoorden (algemeen bekend als het<br />
Tienjarenplan voor de haven, 1957-1966) met het oog op een verdere havenexpansie<br />
in noordelijke richting (circa 5291 hectare). Opnieuw verdwenen<br />
polderdorpen om plaats te maken voor haven- en industriezones: ‘de kaailengte<br />
verdubbelde (van 45 tot 91 km), de wateroppervlakte verdrievoudigde<br />
(van 462 tot 1264 km), de ruimte aan industrieterreinen verachtvoudigde<br />
(van 300 tot 2500 ha)’.6<br />
Daarnaast ging in de jaren 1960 – als gevolg van het toenemende internationale<br />
verkeer – steeds meer aandacht uit naar het groeiende Antwerpse<br />
mobiliteitsprobleem, waarbij het idee om een ringweg te ontwikkelen ook<br />
effectief vorm kreeg. Het ringconcept kwam al in beeld tijdens het interbellum.<br />
Mobiliteit werd sindsdien immers ‘een volwaardige functie naast<br />
wonen, werken en ontspanning’. Ook de Duitse bezetter had tijdens de<br />
Tweede Wereldoorlog aandacht voor de ontwikkeling van een nieuwe<br />
ringweg – omgeven door hoogbouw en groen – die kon aansluiten op het<br />
Reichsbahnennetz. Dit Duitse plan voor Gross Antwerpen kende ‘dezelfde<br />
principiële worsteling als [eerdere stadsuitbreidingsprojecten]: moet Antwerpen<br />
kiezen voor een concentrische uitbreiding oostwaarts, waarbij de<br />
stad zich steeds verder van de rivier afkeert? Of moet Antwerpen lineair<br />
langs de Schelde groeien, parallel met de haven’?7 Het is een ruimtelijk<br />
kluwen dat ook vandaag nog brandend actueel is.<br />
49
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : I . S T A D S L A N D S C H A P<br />
50<br />
Hoewel de meeste (internationale) concepten tot in de jaren 1950 aan<br />
de lineaire optie de voorkeur gaven, besliste men in Antwerpen uiteindelijk<br />
voor een concentrische oplossing, die werd ontwikkeld door het Amerikaanse<br />
onderzoeksbureau Fredric R. Harris. Het plan omvatte naast een<br />
‘Grote Ring’ ook een ‘Kleine Ring’, een ‘Binnenboulevard’, een ‘ringspoor’<br />
en een ‘langsriool’. De Grote Ring, bedoeld voor de internationale verkeersstromen,<br />
werd gesitueerd ter hoogte van de huidige Krijgsbaan. Deze<br />
werd echter, mede door het immense protest van boze landbouwers en<br />
Wase burgemeesters, nooit gerealiseerd. De Kleine Ring, de huidige Ring,<br />
werd samen met de in 1969 in gebruik genomen Kennedy tunnel (690 m)<br />
onder de Schelde gerealiseerd op het deels ontmantelde tracé van de Brialmontfortengordel.<br />
Deze Kleine Ring zou zo een belangrijke schakel worden<br />
als onderdeel van de toen als E3 aangeduide Europese autoweg van<br />
Stockholm tot Lissabon en de E10 van Amsterdam tot Parijs. De parallelle<br />
Binnenboulevard, de huidige Singel, werd daarentegen beschouwd als een<br />
concrete oplossing voor de lokale verkeersproblematiek.<br />
Heel wat Antwerpse bewoners, zoals auteur en theatermaker Tom<br />
Naegels, beschouwen het hele infrastructuurproject inmiddels ook als een<br />
nieuwe stedelijke omwalling: ‘Ik zou nooit zo ver gaan om de stad Antwerpen<br />
te verengen met haar toeristische centrum […] mijn mentale<br />
stadsgrens [loopt] niet over de Leien – wie dat volhoudt, klampt zich wel<br />
heel ver vast in het verleden… – maar [ze valt samen] met de meest zichtbare<br />
afbakening: de dubbele halve cirkel van Singel en Ring, die als een<br />
betonnen slotgracht de stad scheidt van de rand.’8 De groene ruimte tussen<br />
beide infrastructuurprojecten bleef tot vandaag onaangeroerd en is verworden<br />
tot een troosteloze stedelijke niet-plaats.<br />
In 1982 kreeg het Antwerpse ten slotte ook te maken met een stedelijke<br />
gebiedsuitbreiding van een heel andere soort, die vooral door bestuurlijke<br />
motieven werd ingegeven. De Belgische fusiewet van 1975 bepaalde dat het<br />
aantal gemeenten herleid moest worden van 2359 tot 589. Hoewel Antwerpen<br />
zes jaar uitstel kreeg, werd de fusie in 1982 een feit. Ekeren, Merksem,<br />
Deurne, Borgerhout, Berchem, Wilrijk en Hoboken zijn daardoor<br />
niet langer zelfstandige gemeenten, maar stedelijke districten. Deze fusie<br />
deed het Antwerpse grondgebied uitgroeien tot 20.541,5 hectare en maakte<br />
van Antwerpen de ‘grootste stad van ’t land’. Heel wat ruimtelijke planners<br />
maar ook burgers en politici zagen deze politieke fusie met lede ogen aan.<br />
Antwerpen werd hierdoor misschien wel bestuurlijk een, maar op sociaal,<br />
cultureel en ruimtelijk vlak was nog een lange weg af te leggen.
Huisje-tuintje in de rand<br />
O N T W I K K E L I N G E N E N V E R W I K K E L I N G E N V A N E E N S T E D E L I J K E R U I M T E<br />
Naast de ruimtelijke vergroting van de stad is er in de twintigste eeuw<br />
echter ook meer aan de hand. De stad wordt in toenemende mate geconfronteerd<br />
met een ruimtelijk proces dat moeilijk te formuleren is in een<br />
toe- of afname van (al dan niet bebouwde) vierkante meters. Een belangrijk<br />
kenmerk van deze twintigste-eeuwse ruimtelijke ontwikkeling is de<br />
(strijd met de) ontstedelijking van de binnenstad. Vlak na de Eerste Wereldoorlog<br />
bereikte Antwerpen een demografisch hoogtepunt: in 1920 woonden<br />
er 302.058 mensen intra muros. In de volgende decennia liep de stad<br />
leeg. De wijzigende economische evolutie, gekoppeld aan een toenemende<br />
gedwongen spreiding van industriezones en werkgelegenheid in de stadsrand,<br />
veroorzaakte vanaf de jaren 1920 immers een verspreiding van de<br />
‘stedelijke’ bevolking die tot laat in de twintigste eeuw zou doorgaan en<br />
veroorzaakte dat de bevolkingsdensiteit in de stad drastisch zou afnemen:<br />
in 1930 woonden er nog 284.373 inwoners, 263.233 in 1947, 253.295 in 1961,<br />
224.543 in 1970 en 194.073 in 1980. De randgemeenten kenden echter een<br />
omgekeerde evolutie: meer en meer bewoners uit het stadsgebied intra<br />
muros gingen zich daar vestigen. Zo zagen Deurne, Edegem, Hoboken of<br />
Mortsel hun populatie stijgen met 6 tot 8,5 procent in de periode 1920-<br />
1925 en nog eens met 4,8 tot 13,5 procent in de periode 1925-1930. In 1983,<br />
met de fusie, schoot het bewonersaantal drastisch de hoogte in: Antwerpen<br />
had toen 490.524 inwoners, maar zag in de volgende decennia het aantal<br />
opnieuw dalen, met een dieptepunt van 445.525 inwoners in 2000. Heel<br />
recent kwam wel een zekere stabilisering tot stand, die langzaamaan zou<br />
overslaan naar een lichte groei van het Antwerpse bevolkingsaantal. De<br />
impact op de stedelijke ruimte van deze opeenvolgende bewegingen was<br />
enorm. In de loop van de twintigste eeuw zou de compacte historische stad<br />
steeds meer uitwaaieren om uiteindelijk op te lossen in een moeilijk te<br />
definiëren città diffusa of nevelstad.<br />
De problematiek in de historische binnenstad verschilde echter danig<br />
van deze in de randgemeenten, zodat op zowel politiek als ontwerpmatig<br />
vlak heel diverse ruimtelijke en architecturale antwoorden werden gegeven.<br />
Ruimtelijke, fysieke maar ook politieke en culturele elementen speelden<br />
daarbij een rol. Door de toenemende aantrekkingskracht van de ‘groene<br />
rand’ en de ruimtelijke spreiding van industriële activiteiten stond al vroeg<br />
in de twintigste eeuw de ontwikkeling van nieuwe woongebieden op de<br />
agenda. Na de Eerste Wereldoorlog realiseerde men naar het internatio-<br />
51
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : I . S T A D S L A N D S C H A P<br />
52<br />
nale voorbeeld van de garden cities of tuinwijken grootscheepse sociale<br />
bouwinitiatieven in de rand, zoals de Groene Hoek in Berchem, de Eenheidswijk<br />
in Wilrijk of de Unitaswijk in Deurne. Maar ook de meer<br />
gegoede middenklasse trok, in haar zoektocht naar licht, lucht en ruimte,<br />
meer en meer naar de rand. Een interessante realisatie in dat verband is het<br />
Elsdonckproject in Wilrijk (1931-1934), een luxueuze residentie in het groen<br />
met een eigen tram(eind)halte.<br />
Vooral na de Tweede Wereldoorlog werden nieuwe woonkernen in de<br />
randgemeenten gebouwd, wat onder meer daarmee samenhing dat steeds<br />
meer Belgen trotse autobezitters werden. Het kwam tot een verzuild huisvestingsdebat<br />
waarbij de ‘katholieke partij vond dat particulieren zo veel<br />
mogelijk zelf het initiatief moesten nemen om een eigen woning te verwerven,<br />
[zij] beschouwden de eengezinswoning in een landelijke omgeving als<br />
ideaal. Om dit te realiseren startte ze grootse infrastructuurwerken voor de<br />
aanleg van wegen en rioleringen en keurde ze in 1948 de wet-De Taeye<br />
goed. De beleidsmaatregel riep een groots opgezet premiestelsel in het<br />
leven dat voorzag in toelagen en goedkope leningen voor weinig kapitaalkrachtige<br />
kandidaat-bouwers’.9 Deze evolutie werd verder gestimuleerd<br />
door de eerste wet op de ruimtelijke ordening en stedenbouw uit 1962,<br />
die voor taan de woon- en werkfuncties scheidde. Vanuit deze visie werden<br />
in 1980 de eerste gewestplannen ingekleurd en kwamen er uitzonderlijke<br />
‘opvulregels’, waarbij elke vrije zone van zeventig meter tussen twee woningen<br />
langs een weg mocht worden volgebouwd. Het resulteerde in een ‘verkavelings-Vlaanderen’<br />
met verregaande lintbebouwing, een fenomeen<br />
waaraan ook de Antwerpse rand niet ontsnapte.<br />
Een echte kentering kwam er pas met de uitwerking van de Ruimtelijke<br />
Structuurplannen op Stadsniveau in 2005 (als onderdeel van het<br />
Ruimtelijke Structuurplan Vlaanderen en in navolging van het nieuwe<br />
decreet voor ruimtelijke ordening uit 1999), waarbij de overheid met stadsvernieuwingsprojecten<br />
en slogans als ‘thuis in de stad’ wonen in de stad<br />
weer aantrekkelijk wil maken om zo de vitaliteit van de stad te verhogen<br />
en de verstedelijking van het platteland tegen te gaan.<br />
Betaalbaar wonen op hoogte in de stad<br />
In de stad zelf werd in de loop van de twintigste eeuw geleidelijk aan<br />
een tweesporenbeleid ontwikkeld waarbij werd ingezet op zowel nieuwbouw<br />
als sanering en herwaardering van het historische patrimonium. Na
O N T W I K K E L I N G E N E N V E R W I K K E L I N G E N V A N E E N S T E D E L I J K E R U I M T E<br />
1918 was de stedenbouw in Antwerpen beïnvloed door de diepe wonden die<br />
de Eerste Wereldoorlog in het stedelijke weefsel had geslagen. In oktober<br />
1914 hadden de Duitse zeppelins de stad immers met bommen bestookt,<br />
waarbij de Schoenmarkt volledig in puin werd gelegd en ook delen van<br />
Borgerhout en het Zuid zwaar werden getroffen. De vraag naar goede<br />
huisvesting nam dan ook toe. Aanvankelijk bouwde men hoofdzakelijk<br />
nieuwe (hoogbouw)complexen op voornamelijk lege terreinen. Naar het<br />
voorbeeld van de in 1919 opgerichte Nationale Maatschappij voor Goedkope<br />
Woningen, die als doel had de financiering van plaatselijke bouw- of<br />
woningmaatschappijen, werden in Antwerpen kort na elkaar drie maatschappijen<br />
voor sociale woningbouw opgericht: de SM De Goede Woning,<br />
SM Huisvesting Antwerpen en SM Onze Woning. De initiatieven van<br />
deze sociale huisvestingsmaatschappijen kenden een overweldigend succes,<br />
met als eerste realisaties sociale woningcomplexen in de Helenalei<br />
(1919-1926) en de Kloosterstraat, op het Stuivenbergplein (1930) en de<br />
Geelhandplaats (1933-1965). In de jaren 1920 bestond maar liefst elf procent<br />
van het totale Antwerpse woningenbestand uit sociale woningen, het dubbele<br />
van het Vlaamse gemiddelde. Tegelijkertijd kwamen er steeds meer<br />
sociaal-culturele en publieke voorzieningen in de stad, zoals bioscopen en<br />
sportcomplexen.<br />
Een andere impuls voor stedenbouwkundige vernieuwing kwam er<br />
door de keuze van Antwerpen als thuisstad voor de Olympische Spelen in<br />
1920 en voor de wereldtentoonstelling in 1930. Beide evenementen hadden<br />
een diepgaande invloed op de stedelijke morfologie. Zo kreeg het Kiel een<br />
sportstadion ‘cadeau’ en ontwikkelde de wijk zich in de volgende decennia<br />
langs deze sportinfrastructuur. De site van de wereldtentoonstelling, ten<br />
zuiden van de Jan Van Rijswijcklaan, werd vanaf het begin ontworpen als<br />
een ‘moderne stad’: ‘Gansch het complex, naar binnen als naar buiten, zoowel<br />
in esthetisch opzicht als om het nuttigheidsbeginsel, zal in het teken<br />
van de hedendaagsche, van een nieuwe architectuur staan. De moderne<br />
stad moet den toeschouwer de groote, de voorname, de schoone toekomststad<br />
zoo intens en tevens zoo gunstig mogelijk doen aanvoelen – in<br />
haar geheel en in haar grootere en kleinere onderdelen.’10 Na 1930 kreeg deze<br />
‘Tentoonstellingswijk’ verder vorm, waarbij men zowel straten en infrastructuur<br />
integreerde als tentoonstellingscomplexen, zoals de Christus-Koningkerk<br />
en het paviljoen voor oude Vlaamse kunst, dat als stadsschool werd<br />
heringericht. Niet alleen in deze nieuwe ‘buitenwijken’, maar ook in het<br />
historische stadscentrum werden al tijdens het interbellum modernistische<br />
53
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : I . S T A D S L A N D S C H A P<br />
54<br />
architectuurprojecten gerealiseerd. De Boerentoren, een 99 meter hoge skyscraper,<br />
ontworpen door Jan Van Hoenacker in samenwerking met Emiel<br />
Van Averbeke en Jos Smolderen, werd gebouwd in 1929-1932. Het is ook<br />
vandaag nog een van de meest modernistische icoon gebouwen in de stad.<br />
Tijdens de Tweede Wereldoorlog werd de stad opnieuw zwaar getroffen.<br />
De V-bommen, bedoeld om de Antwerpse haveneconomie te verwoesten,<br />
richtten heel veel schade aan in Antwerpen en omstreken. Na de Tweede<br />
Wereldoorlog stond het tekort aan kwalitatief goede woningen weer hoog<br />
op de beleidsagenda. Gestimuleerd door de wet-Brunfaut uit 1949 – een<br />
socialistische reactie op de De Taeye-wetgeving – kregen de drie Antwerpse<br />
sociale huisvestingsmaatschappijen van de stad elk specifieke sites<br />
toegewezen voor de ontwikkeling van nieuwe, omvangrijke sociale wijken.<br />
Daarbij koos het socialistische stadsbestuur radicaal voor hoogbouw. SM<br />
Onze Woning realiseerde samen met ingenieur-architect Hugo Van Kuyck<br />
de woontorens in de Luchtbalwijk; Jos Smolderen en de SM De Goede<br />
Woning die voor de site van de Tentoonstellingswijk. Renaat Braem<br />
maakte voor de SM Huisvesting Antwerpen een herinterpretatie van<br />
Le Corbusiers Unité d’Habitation en streefde daarbij naar een zo sociaal<br />
mogelijke constructie: ‘Uitgangspunt daarbij was dat de bouwkost in verhouding<br />
moest staan tot de huuropbrengst die van de toekomstige bewoners<br />
kon worden verwacht. De doorgedreven [rationele moderne] architectuur<br />
mocht met andere woorden niet ten koste gaan van de bewoners.’11<br />
Naast sociale woningbouwprojecten trachtte het stadsbestuur ook via<br />
ambitieuze architectuur- en infrastructuurwerken van de Antwerpse binnenstad<br />
een vitale moderne grootstad te maken. Burgemeester Craeybeckx<br />
werkte in 1953 een plan uit voor de realisatie van drie grote stedelijke architectuurprojecten:<br />
een Internationaal Zeemanshuis, een Administratief Centrum<br />
en een Handelscentrum. De opdracht ging naar docenten architectuur<br />
van het Nationaal Hoger Instituut voor Bouwkunst en Stedenbouw. Het<br />
ontwerp van het Administratief Centrum kwam toe aan Renaat Braem, die<br />
er zijn schoonbroer Jules de Roover bij betrok. Hun ontwerp uit 1957 werd<br />
vanwege de precaire stadsfinanciën slechts deels gerealiseerd. In 1966 nam<br />
het politiekorps het gebouw in dienst, waarna het als ‘Politie toren’ bekend<br />
zou staan. Het ontwerp van het Handelscentrum, waarvan de vestiging<br />
voorzien was op de plaats van het huidige Bouwcentrum, werd toegewezen<br />
aan het bureau van Vincent Cols en Jules De Roeck, maar nooit gerealiseerd.<br />
De opdracht voor het Internationale Zeemanshuis ging naar de<br />
architect Paul Smekens, die de medewerking vroeg van Hendrik Wittocx.
O N T W I K K E L I N G E N E N V E R W I K K E L I N G E N V A N E E N S T E D E L I J K E R U I M T E<br />
Deze modernistische saneringsprojecten vertrokken telkens van een tabula<br />
rasa en claimden zo hun plaats in het dicht bebouwde, historische stedelijke<br />
weefsel. Daarnaast werden eind jaren 1950, begin jaren 1960 zowat<br />
5000 krotten afgebroken in het kader van stadsrenovatie. Tegelijk voerde<br />
de stad grootse nieuwe projecten uit, zoals de bouw van de Antwerp Tower<br />
en de Theaterbuilding. De kaalslag rond het Vleeshuis, die geheel voorbijging<br />
aan de historische waarde van de oude panden en heel wat kritiek uitlokte.<br />
De protestjaren 1960 droegen bij tot een mentaliteitsverandering, die<br />
vooral vanaf het begin van de jaren 1970 tot uitdrukking kwam. Zo kregen<br />
de paters jezuïeten nog eind jaren 1960 van de dienst stedenbouw probleemloos<br />
de vergunning om het statige hotel Fraula in de Keizerstraat af te breken<br />
– de gevel werd wel bewaard en siert nu een bankgebouw aan de Wapper –<br />
en mochten ze op die plaats een torenhoog studentenhome neerpoten. Tijdens<br />
de bouw ervan echter, rond 1974, ontstond er heel wat contestatie.<br />
Eind jaren 1960 raakte het stedelijke architectuur- en ruimtebeleid<br />
duidelijk in een impasse. Onder druk van massale protestbewegingen,<br />
zoals de vzw Gehavende stad of Natuur- en Stedenschoon, werd de stedelijke<br />
overheid geleidelijk aan gedwongen om minder technocratisch te<br />
werk te gaan en ook om werk te maken van een lokaal monumentenzorgbeleid.<br />
Ook de economische crisis droeg bij tot een status quo die ruimte<br />
bood voor bezinning en waarbij weer meer aandacht ging naar de stedelijke<br />
ruimte. Het leidde ertoe dat vanaf het einde van de jaren 1980 weer<br />
hoog werd ingezet op de aantrekkingskracht van de stad. De overheid<br />
streeft nu naar een verantwoorde verhoging van de stedelijke densiteit<br />
(beperkte stedelijke oppervlakte, evolutie naar steeds kleinere gezinnen,<br />
omgaan met schommelingen en periodes van de-urbanisatie) en functievermenging<br />
waarbij wonen, werken en recreatie weer samen moeten gaan.<br />
55
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : I . S T A D S L A N D S C H A P<br />
56<br />
7 m<br />
6 m<br />
5 m<br />
4 m<br />
3 m<br />
25 250 5 50 m<br />
Kaart 1<br />
5<br />
500 m<br />
Antwerpen circa 1400. Projectie van de<br />
hedendaagse bouwblokken in de binnenstad<br />
op een reconstructie van de lokale<br />
terreingesteldheid omstreeks 1400.<br />
4<br />
7<br />
3<br />
9<br />
1. Schijnvallei<br />
2. Potvlietvallei<br />
3.Burcht (site)<br />
4. Steen<br />
5. Sint-Michielsabdij (site)<br />
6. Onze-Lieve-Vrouwekerk<br />
7. Vismarkt (site)<br />
8. Markt<br />
8<br />
10<br />
18 188<br />
11 1111<br />
6<br />
16<br />
13<br />
15 1<br />
17<br />
20<br />
12<br />
14<br />
2<br />
19<br />
1<br />
9. Hoogstraat<br />
10. Oude Koornmarkt<br />
11. Kammenstraat<br />
12. Meir<br />
13. Korte Nieuwstraat<br />
14. Kipdorp<br />
15. Klapdorp<br />
16. Dries<br />
17. Sint-Elisabethgasthuis<br />
18. Predikherenstraat<br />
19. Paardenmarkt<br />
20. Falconklooster (site)
Kaart 2<br />
O N T W I K K E L I N G E N E N V E R W I K K E L I N G E N V A N E E N S T E D E L I J K E R U I M T E<br />
Rechttrekking van de Scheldekaaien. Het Antwerpse Burchtgebied na rectificatie<br />
van de Scheldeoever rond 1810, met nummering van de belangrijkste (verdwenen)<br />
historische structuren. Tevens aanduiding van de nieuwe rooilijnen<br />
na de tweede rechttrekking van de kaaien (1879-1884).<br />
57
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : I . S T A D S L A N D S C H A P<br />
58<br />
Kaart 3<br />
De stadsuitbreidingen in Antwerpen,<br />
tot in de zestiende eeuw. Projectie op<br />
de hedendaagse bouwblokkenstructuur.<br />
A. Burcht (site)<br />
B. Ruiendriehoek<br />
250 25 2 0 m 500<br />
0 m<br />
A<br />
H<br />
C<br />
B<br />
D<br />
E<br />
G<br />
F<br />
C. Eerste stadsuitbreiding (ca. 1200)<br />
D. Tweede stadsuitbreiding (ca. 1250)<br />
E. Derde stadsuitbreiding (1295-ca.1315)<br />
F. Vierde stadsuitbreiding (1315-ca.1410)<br />
G. Vijfde stadsuitbreiding (1543)<br />
H. Zesde stadsuitbreiding (1567)
Kaart 4<br />
Redegezicht van Antwerpen, 1518 (detail).<br />
O N T W I K K E L I N G E N E N V E R W I K K E L I N G E N V A N E E N S T E D E L I J K E R U I M T E<br />
59
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : I . S T A D S L A N D S C H A P<br />
60<br />
Kaart 5<br />
Virgilius Bononiensis, plattegrond van Antwerpen, 1565 (detail).
Kaart 6<br />
O N T W I K K E L I N G E N E N V E R W I K K E L I N G E N V A N E E N S T E D E L I J K E R U I M T E<br />
Giulio Balino, het zestiende-eeuwse Antwerpen zonder citadel.<br />
Kopergravure uit 1569 naar een eerdere gravure uit 1557 van Hiëronymus Cock.<br />
61
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : I . S T A D S L A N D S C H A P<br />
62<br />
Kaart 7<br />
Franciscus Hogenberg, gezicht op de stad met citadel. Kopergravure, 1572.
Kaart 8<br />
O N T W I K K E L I N G E N E N V E R W I K K E L I N G E N V A N E E N S T E D E L I J K E R U I M T E<br />
eodoor Van Bever, de negentiende-eeuwse stadsuitbreiding, 1864.<br />
63
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : I . S T A D S L A N D S C H A P<br />
64<br />
Kaart 9<br />
Stedenbouwkundige afbakening van industriële (rood) en residentiële zones (blauw)<br />
op basis van het Tienjarenplan (1957) en van het Algemeen Plan van Aanleg<br />
Antwerpen (1960).
B I B L I O G R A F I E<br />
O N T W I K K E L I N G E N E N V E R W I K K E L I N G E N V A N E E N S T E D E L I J K E R U I M T E<br />
A B S I L L I S , K . E N J A C O B S , K . , ( E D . ) , Van Hugo Claus tot hoelahoep. Vlaanderen in beweging<br />
1950-1960, Antwerpen, 2007.<br />
A S A E RT, G . , ‘From wharf to commercial metropolis until 1585’, in: F. Suykens et al. (ed.),<br />
Antwerp, a port for all seasons, Deurne, 1986, p. 93-132.<br />
A S A E RT, G . , Honderd huizen aan de Grote Markt van Antwerpen. Vijf eeuwen<br />
bewoningsgeschiedenis, Zwolle, 2005.<br />
B E RT E L S , I . , ‘Antwerpen: het Centraal-Station, een spoorwegkathedraal’, in: J. Tollebeek (ed.),<br />
België, een parcours van herinnering, Amsterdam (2008), p. 296-307.<br />
B E RT E L S , I . , Building the City, Antwerp 1819-1880, KULeuven, onuitgegeven doctoraats -<br />
verhandeling, 2008.<br />
B O R R E T, K . , Beleidsnota. Stadsbouwmeester Antwerpen, 2006-2011, Antwerp, 2007.<br />
B I N N E N M A N S , R . E N VA N C A U W E N B E R G H , G . , Atlas van Antwerpen, Antwerpen, 1975.<br />
D E B A R S É E , L . , ‘De bouwkunst in de XIXde eeuw’, in: Bouwstoffen voor de geschiedenis<br />
van Antwerpen in de XIXe eeuw: instellingen, economie, kultuur, Antwerpen, 1964.<br />
D E B R A B A N D E R , G . , Na-kaarten over Antwerpen, Antwerpen, 1988.<br />
D E B R U Y N , J . E N VA N A C K E R , M . ( E D . ) , Groene Singel. Geschiedenis van de Antwerpse ringruimte.<br />
Plannen, verhalen, dromen, Gent, 2009.<br />
D E J O N G E , K . E N O T T E N H E Y M , K . , Unity and Discontinuity. Architectural Relationships between the<br />
Southern and Northern Low Countries (1530-1700), Architectura Moderna 5, Turnhout, 2007.<br />
G R E E F S , H . , B L O N D É , B . E N C L A R K , P. , ‘e growth of urban industrial regions: Belgian<br />
developments in comparative perspective’, in: J. Stobart en N. Raven, Towns,<br />
regions and industries. Urban and industrial change in the Midlands, c. 1700-1840,<br />
Manchester/New York, 2005, p. 210-227.<br />
G R I E T E N , S . E T A L . , Sterk gebouwd & makkelijk in onderhoud: ambt en bouwpraktijk<br />
van de provinciale architecten in de Provincie Antwerpen (1934-1970), Brugge, 2006.<br />
H E R R E M A N S , D . , ‘De nederzettingsevolutie van vroeg-middeleeuws Antwerpen.<br />
Een confrontatie tussen historische en archeologische data’, Bulletin van de Antwerpse<br />
Vereniging voor Bouwhistorie en Geschiedenis 2004/1-2, 2006, p. 1-80, 1-60.<br />
L E Y S E N , C . , W I L S S E N S , M . - A . E N P O L I S , A . , Antwerpen onvoltooide stad, Tielt, 2003.<br />
L O M B A E R D E , P. , Antwerpen versterkt. De Spaanse omwalling vanaf haar bouw in 1542<br />
tot haar afbraak in 1870, <strong>Brussel</strong>, 2009.<br />
S O LY, H . , Urbanisme en kapitalisme te Antwerpen in de 16de eeuw. De stedebouwkundige en<br />
industriële ondernemingen van Gilbert van Schoonbeke, Historische uitgaven Pro Civitate:<br />
Reeks in-8o, nr. 47, <strong>Brussel</strong>, 1977.<br />
TAV E R N E , E . , In’t land van belofte: in de nieue stadt. Ideaal en werkelijkheid van de stadsuitleg<br />
in de Republiek 1580-1680, Maarssen, 1978.<br />
TAV E R N E , E . E N V I S S E R , I . , ( E D S . ) , Stedebouw. De geschiedenis van de stad in de Nederlanden<br />
van 1500 tot heden, Amsterdam, 2004 (2de editie).<br />
T I J S , R . , Antwerpen: atlas van een stad in ontwikkeling, Tielt, 2007.<br />
T I J S , R . , Antwerpen. Historisch portret van een stad, Tielt, 2001.<br />
T I J S , R . , Tot Cieraet deser Stadt. Bouwtrant en bouwbeleid te Antwerpen van de middeleeuwen<br />
tot heden, Antwerpen, 1993.<br />
65
A N T W E R P E N . B I O G R A F I E V A N E E N S T A D : I . S T A D S L A N D S C H A P<br />
66<br />
T I M M E R M A N S , B . , Patronen van patronage in het zeventiende-eeuwse Antwerpen. Een elite<br />
als actor binnen een kunstwereld, Amsterdam, 2008.<br />
VA N A E R S C H O D T, S . ( E D . ) , Bouwen door de eeuwen heen in Vlaanderen. Stad Antwerpen, 3na-d,<br />
Turnhout, 1994, p. 1979-1992.<br />
VA N D E R S T O C K , J . ( E D . ) , Antwerpen, verhaal van een metropool. 16de-17de eeuw, Gent, 1993.<br />
VA N I S A C K E R , K . E N VA N U Y T V E N , R . ( E D . ) , Antwerpen: twaalf eeuwen geschiedenis en cultuur,<br />
Antwerpen, 1986.<br />
V O E T, L . E T A L . , De Stad Antwerpen van de Romeinse Tijd tot de 17de eeuw. Topografische studie<br />
rond het plan van Virgilius Bononiensis 1565, Historische uitgaven Pro Civitate:<br />
Reeks in-4o, nr. 7, <strong>Brussel</strong>, 1978.
Proceedings of the Third International Congress on Construction History, Cottbus, May 2009<br />
Building Specifications and the Growing Standardizing of Public<br />
Building Regulation in Nineteenth-Century Belgium<br />
Inge Bertels<br />
Research Foundation Flanders (FWO) - Antwerp University, Belgium<br />
<strong>Vrije</strong> <strong>Universiteit</strong> <strong>Brussel</strong>, <strong>Brussel</strong>s (Elsene), Belgium<br />
Krista De Jonge<br />
Catholic University of Leuven, (Heverlee), Belgium<br />
ABSTRACT: In the course of the nineteenth century public clients, architects, engineers and contractors increasingly<br />
desired a clear regulation of their collaboration. The tool ‘par excellence’ to communicate and to<br />
coordinate their cooperation were the building specifications. These written documents contained a detailed<br />
description of the job to be done, mostly written in accordance with the logical sequence of trades on the<br />
building site, with particular attention to the quality of materials and workmanship, as well as the organization<br />
of the whole. The aim of this paper is to study the evolution of building specifications for public building in nineteenth-century<br />
Belgium and this on various governmental levels (central, intermediate and local). Relevant international<br />
comparative analysis will be interwoven.<br />
INTRODUCTION<br />
In the course of the nineteenth century public clients, architects, engineers and contractors increasingly desired<br />
a clear regulation of their collaboration. The tool ‘par excellence’ to communicate and to coordinate<br />
their cooperation were the building specifications. These documents contained a detailed description of the<br />
job to be done, mostly written in the sequence of trades, explaining “those things concerning a project which<br />
cannot be shown on a drawing” (Marsh 1982, p. 189). In particular, the quality of materials and workmanship,<br />
as well as the organization of the whole became the subject of detailed description.<br />
Building specifications, cahiers de charge, bestekken (in Belgium) or voorwaarden (in the Netherlands) are<br />
sources of special interest for construction history; multiple and elaborate nineteenth-century discussions in architectural<br />
and construction journals, municipal council reports as well as in manuals and publications are devoted<br />
to the importance of these bearers of material, technical and organizational knowledge. For sure, building<br />
specifications are not a ‘typical’ nineteenth-century phenomenon. However, the standardizing of these<br />
building regulations may be seen as the outcome of its nineteenth-century evolution. It is a logical consequence<br />
of the development of professional administrations on all governmental levels in Belgium. In contrast<br />
to the wealth of relevant data on (local) building practice, research devoted to these building specifications is<br />
still rather limited and focussed on national governmental levels. Hence many questions in relation to the core<br />
composition of these documents, both in form and content matter, and their role in the building process stay<br />
unanswered.<br />
The aim of this paper is to study the evolution of building specifications for public building in nineteenthcentury<br />
Belgium, on various governmental levels (central, intermediate and local). On the intermediate and<br />
local levels, the province and city of Antwerp will be worked out as a case study. Relevant international comparative<br />
analysis will be interwoven.<br />
HISTORICAL CONTEXT<br />
As known, the first appearance of written and of published building specifications predates the nineteenth<br />
century. In his study on The Architectural Network of the Van Neurenberg Family in the Low Countries (1480-
Proceedings of the Third International Congress on Construction History, May 2009<br />
1640) Gabri Van Tussenbroek pointed out that the oldest known printed specifications in the Northern Low<br />
Countries go back to the end of the sixteenth century (1599):<br />
The specification for the stonework for the Blue Gate in Leiden is a unique document. It consists of seven<br />
printed pages and is the oldest Dutch example of a printed specification made with the intention of circulating<br />
it among building contractors. Building contractors from various towns actually used the document<br />
during the bid process. (Van Tussenbroek 2006, p. 144; see also: Van Tussenbroek 2007, pp. 301-327)<br />
During the Ancien Regime most of the specifications in the Low Countries appeared in a written; i.e. not<br />
printed form, however, and were also copied by hand by town clerks, by members of the municipal building<br />
companies and even by interested private persons. According to Dirk Van de Vijver it is only in the mideighteenth<br />
century that published specifications were first used in the Southern Low Countries (actually Belgium).<br />
Van de Vijver ascribes a pioneering role to the published specifications of the Coupure in Ghent and<br />
Bruges (public water works by the central government) (Van de Vijver et al. 2003, pp.124-125). As he demonstrated,<br />
the added value of printing specifications lies in the fact that information and knowledge can be easily<br />
copied and circulated. Such was the case in other nineteenth-century cities as well. For instance Inge<br />
Bertels demonstrated that in the city of Antwerp until far in the nineteenth century a single set of building<br />
specifications and related set of drawings for municipal public works was made available for consultation in<br />
the town hall and could be copied by interested contractors or a municipal clerk (25 centimes for each page<br />
in 1876) (Bertels 2008, p. 380). Furthermore, in his study of eighteenth- and early nineteenth-century libraries of<br />
architects and engineers Van de Vijver noticed that many of those specifications were part of their book collections,<br />
which goes to show that these documents were not only used for their regulating function but as a<br />
source of technical and practical knowledge as well (Van de Vijver et al. 2003, pp. 17-64). In the nineteenth<br />
century also building specifications were collected and studied. One example can be given for the library collection<br />
of the Antwerp industrial school (Bertels 2008, pp. 181-195). Its various catalogues list several building<br />
specifications drafted by public authorities.<br />
NINETEENTH-CENTURY EVOLUTION<br />
In Belgium, from the mid-nineteenth century building specifications drafted by various governmental authorities<br />
became the subject of a standardizing process. On the national level the Belgian Ministry of War imposed<br />
in 1848-1849 its general building specifications or Conditions générales d’ordre et d’administration, applicables<br />
à toutes les entreprises concernant le service du matériel du Génie (1848) and Conditions générales pour la<br />
fourniture des matériaux et l’exécution des travaux, applicables à toutes les entreprises concernant le service<br />
du matériel du génie militaire (1849). They were drafted by lieutenant-colonel Charles-Armand-Joseph Demanet<br />
(1808-1865) (Van de Vijver 2005, pp. 905-914). These formalized ‘master documents’ of construction<br />
knowledge included administrative (such as the procedure to invite tenders or the more managerial, responsibility<br />
and safety aspects of and on the building site) and technical aspects (materials and techniques). In<br />
1876 and 1885 revised versions were published as Conditions générales applicables aux entreprises de travaux,<br />
fournitures, etc. concernant le service du génie militaire (1885). In practice the 1848-1849 version remained legitimate<br />
for more than fifty years.<br />
Gradually, related ministries published their own standard specifications as well. For instance the standard<br />
specifications of the Ministry of Public Works were printed in 1863-1864 (Fig. 1) and were revised in 1881, 1890<br />
and 1897. In the Chronique des Travaux Publics these specifications became the object of elaborate study<br />
and critique. In general, the critique was rather positive and these standardized building specifications were<br />
highly appreciated as a tool by architects, engineers and contractors. Furthermore, the Ministry of Education<br />
developed in 1874 and published in 1875 a new governmental programme for primary education under the title<br />
Instructions concernant la construction et l’ameublement des Maisons d’Ecole suivies de plans et de devis<br />
types. This elaborate programme offered a building specifications as well, the so called Modèle d’un Cahier<br />
de Charges pour l’entreprise des travaux ayant pour objet la construction d’une Ecole (1875, Fig. 2) (Bertels<br />
2007, pp. 233-241).<br />
Almost simultaneously with the national policy level, a similar evolution occurred on the intermediate level of<br />
the province of Antwerp. As such, the 1849 Antwerp Règlement pour le service des architectes provinciaux included<br />
next to the personnel regulations (chapter 1) information on the organization of the construction works<br />
(chapter 2 till 6) (Meul 1992, pp. 64-65). The second chapter of these regulations included standard specifications<br />
for construction, renovation or reparation works. These specifications were drafted in Dutch and again<br />
served a double purpose, on the one hand to inform the contractor about the work and on the other hand<br />
the execution of the works. Indeed, printed, uniform building specifications can be seen as an important evolution<br />
in the standardizing of the nineteenth-century building process. Furthermore they are also vectors of traditional<br />
construction and organization knowledge (Bertels 2008, p. 383 and Van de Vijver 2005, pp. 913-914).<br />
On the local urban level we studied the Antwerp building specifications, cahiers des charges, bestekken or<br />
lastvoorwaarden, which can be dated between 1796 and 1900. They were drafted in close collaboration by
Proceedings of the Third International Congress on Construction History, May 2009<br />
Figure 1-2: Standard specifications of the Ministry of Public Works dating from 1863-1864 (left)<br />
and the Ministry of Internal Affairs – Education dating from 1875.<br />
the city architect, the city engineer and their staff. From the beginning a uniform format was adopted: a short<br />
description of the tenders’ goal was succeeded by a thematic overview of the defined works and the text<br />
concluded with a description of the specific and general contractor stipulations. The whole precisely defined<br />
the scale of the project. Furthermore, it was an integral part of the contract between the Antwerp municipality<br />
and the public works contractors (which were privately owned companies). Hence both the public client and<br />
the contractor had a legal basis to appeal on in case of malpractice or disagreement. The text was drafted<br />
under the responsibility of the city architect or city engineer by various members of the Public Works Service.<br />
Frequently, the pressure of time to start the public tender was so high that the employees were asked to draft,<br />
translate or copy the building specification after working hours. For the municipal employees it became an interesting<br />
supplement to their income. Pages including numerical data could cost double the price of text<br />
pages (SAA, MA 8000 and following).<br />
Also in the Antwerp situation, the impact of the building specifications reached further then the Antwerp municipal<br />
public works domain proper. The archive of the Antwerp Cercle des Entrepreneurs des Travaux publics<br />
shows that contractors used these Antwerp public building specifications and estimates, more particularly<br />
those drafted for the maintenance of public buildings and infrastructure, as an important source of information<br />
and as a standard in conflicts between contractors and their private customers and between contractors<br />
themselves (ACB 1874-1882), even beyond the city limits. Furthermore, the Antwerp town council and public<br />
works services received multiple requests from other municipal authorities, private contractors and construction<br />
workshops for a copy of their specifications, with various underlying motives (SAA MA 1019). For sister public<br />
works organizations (at all levels) these documents were both sources of inspiration and comparative material.<br />
On the other hand, private construction ateliers and material suppliers wanted to make sure that their<br />
products complied with the specification norms. Conversely, the contractors, material suppliers and construction<br />
ateliers tried to influence and change the traditional specification stipulations by sending their material<br />
and technical documentation - in various forms such as samples, brochures and advertisements - to the city<br />
architects, city engineer and their Public Works Service in order to sell their products and to inform the public<br />
clients (SAA MA 80903).<br />
Private actors such as public works contractors and architects were particularly interested in building specifications<br />
as well. At the first international congresses for public works contractors in 1881 the Conditions générales<br />
consitued a major point of discussion (Venstermans 1954, pp. 12-13). Many years later professional organizations<br />
such as the Koninklijke Maatschappij der Bouwmeesters van Antwerpen also published for their<br />
members a proper set of standard building specifications or Algemeen lastboek. Bepalingen en Voorwaarden<br />
(1910-1911) (Koninklijke Maatschappij der Bouwmeester van Antwerpen, 1911).<br />
Moreover, around the middle of the nineteenth century a series of publications dealing with building specifications<br />
were published. In 1857, former Amsterdam city engineer W.A. Froger (1812-1883) wrote - based on his<br />
municipal experience - general specifications or Algemeene voorwaarden en bepalingen bij Bestek binnen<br />
het Rijk plaats hebbende werken en leveringen (1857). Froger was convinced that the draft of “better specifications<br />
would lead to better work” (Jager 2002, p. 209). The publication strongly focussed on the standardizing<br />
of the general clauses, the estimation of the building costs, unit prices and the position of the contractor.<br />
Shortly after his Algemeene voorwaarden en bepalingen related publications appeared in other countries,<br />
such as Claudel’s Formules, Tables et Renseignments pratiques, Aide-Mémoire des Ingénieurs et des Architec-
Proceedings of the Third International Congress on Construction History, May 2009<br />
tes (1857), Donaldson’s Handbook for Specifications (1859) or Schwatlo’s Handbuch zur Beurteilung und Anfertigung<br />
von Bauanschlägen (1877). To Thomas Leverton Donaldson (1795-1861) goes the honour of compiling<br />
the most elaborate study of the period, whether by architect, engineer, surveyor or contractor. The two volumes<br />
of his publication Handbook of Specifications or Practical guide to the Architect, Engineer, Surveyor and<br />
Builder, in drawing up Specifications and Contracts for Works and Constructions (Fig. 3) not only included several<br />
guidelines for drafting specifications, contracts and estimations, but they also incorporated not less than<br />
46 examples of specification examples from construction projects in England, Ireland, Scotland and France: “It<br />
has been thought desirable to combine the most useful precedents in such works as this, so that the professional<br />
man may not have to refer to a variety of documents, many of which are now out of print” (Donaldson<br />
1859, V). The publication ends with a contribution by William Cunningham Glen on the legal implications of the<br />
covenants in contracts and the responsibilities of architects, engineers, and builders.<br />
Figure 3: Frontispiece of Donaldson’s Handbook of Specifications<br />
or Practical guide to the Architect, Engineer, Surveyor and Builder, in drawing up<br />
Specifications and Contracts for Works and Constructions (1859).<br />
A MICRO PERSPECTIVE: THE EVOLUTION OF NINETEENTH-CENTURY ANTWERP MUNICIPAL SPECIFICATIONS, FROM<br />
WRITTEN TO PUBLISHED DOCUMENTS<br />
The first act in the standardization process of the Antwerp building regulations took place in 1834. At that moment<br />
the Conditions Générales were printed; as a separate section, they preceded the – still handwritten –<br />
specifications properly speaking (Fig. 4). This evolution will be continued in the course of the nineteenth century.<br />
As far as could be traced back, the first ‘fully’ printed set of building specifications dates from 27 May<br />
1859 and was drafted by the temporary city architect Frans Jacob Stoop (1815-1861) for a school in the Deurnestraat<br />
(current Duinstraat) (SAA MA 80903). They also included the general building conditions. Stoop’s successor<br />
Pieter Dens (1819-1901) would follow his example. He clustered the clauses on the tender procedure,<br />
the time clauses and related payments and added them in printed form to the general conditions. Gradually,<br />
from 1863 onwards, with respect to content more restrictive clauses and new elements would be introduced<br />
as well, dealing amongst others with the position of the contractor, uniformity of prices, penalties and security<br />
aspects. For instance, it is only from that moment on that it was prohibited to work at night, on Sundays and on
Proceedings of the Third International Congress on Construction History, May 2009<br />
official holidays. Breaking this regulation would lead to a fine of 50 francs (SAA MA 90994). Furthermore, the<br />
building specifications initially did not include the cost estimates, devis des travaux or begrooting der werken.<br />
It was only after 1863 that they became an integral part of the tender file, and only at the end of the 1870s<br />
they appeared in a printed format.<br />
This process did not only influence the specifications, but led in some cases to a standardized design as well.<br />
For instance, the school furniture that city architect Pieter Dens designed in 1864 was made into a prototype<br />
by city engineer Gustave Royers (1848-1923). This prototype comprised a complete set of furniture elements<br />
(Fig. 5) with accompanying specifications that ranged from chairs and blackboard to coat hooks. Hence, for<br />
the interior design of a new school building the complete set or a selection of the furniture was made the subject<br />
of a public tender (Bertels 2004, pp. 401-437).<br />
Figure 4 and 5: Printed general building conditions of the City of Antwerp from 1834 (left) and the prototype<br />
design for school furniture by Antwerp City Engineer Gustave Royers in 1883;<br />
(SAA, Aanbestedingen en PAA, school buildings)<br />
However, these attempts at uniformity were not solely directed at specific assignments or building types. During<br />
the course of the eighteen-seventies the general Antwerp building specifications became the subject of a<br />
far-reaching standardizing process as, in that order, the city engineer and the city architect were asked to<br />
draft a cahier de charge type or modellastkohier (standard specifications). This initiative had been taken by<br />
the municipal government in 1875 and was inspired by the standard specifications of the Ministry of Public<br />
Works (1863) (SAA MA 1019). The municipality thus intended to ‘save time, efforts and money’ (tijd, moeite en<br />
kosten) in order to improve the ‘efficiency’ (doelmatigheid) of both services in a period of growing work pressure.<br />
In contrast to his colleague, city architect Pieter Dens was not convinced of the usefulness of such a tool at all:<br />
After serious consideration and studying the documents previously sent to me, I am convinced that a set of<br />
sound standard specifications for my service [public architecture] can not be drafted (…) As is known the<br />
type of works under my responsibility are extremely diverse and they each require specific descriptions both<br />
for all elements and the variation of used materials. Each building has a specific function as well as its own<br />
demands, either from the point of view of construction, ground plan or style, etc. It is true that it is possible,<br />
as I always do, to reuse some articles from former documents such as mortars, the way of tendering, or the<br />
General Clauses, but even for the latter aspect I often need to add supplements. I must add that each time<br />
my building specifications are simplified as much as possible by making reference to the maintenance<br />
specifications, wherein types and qualities of materials and the way of crafting are fully and clearly defined.<br />
Hence, the only option I see is to print those documents (SAA MA 1019).<br />
The municipal government took Dens’ remarks into consideration, but finally commissioned standard specifications<br />
both for maintenance and construction works. The manuscripts of the cahier de charge type printed in<br />
1879 clearly show that the document itself - partially handwritten and partially cut-and- paste technique - was<br />
a mixture of new and traditional guidelines and regulations (Fig. 6-7). City Engineer Royers, highly enthusiastic<br />
about this development, requested the various specifications to be published in French and Dutch and to be<br />
printed en petit format et en petit caractère environ de la dimension d’un carnet de poche (SAA MA1019).<br />
Simultaneously, he ordered a large number of copies to be distributed to his own staff at the Antwerp Public<br />
Works Service as a source of reference in daily practice. They were sold at the Town Hall for 1 franc as well.
Proceedings of the Third International Congress on Construction History, May 2009<br />
Figure 6-7: Manuscript of the standard specifications of the Antwerp public<br />
Works service, dating from 1879; (SAA MA 1019)<br />
For new projects, the detailed building specifications could be copied or referred to. Finally, the whole of plans<br />
et devis was submitted to the special commissions of public works and later to the town council. It is clear that<br />
in the evaluation of the whole, financial constraints were decisive in the (dis-)approval of the project. If positive,<br />
the following step was to send the whole to the central government (province and state level) before putting<br />
up the work to public tender.<br />
EVOLUTIONS IN A COMPARATIVE PERSPECTIVE<br />
In the course of the nineteenth century several other European governments were faced with the same organizational<br />
problems. The City of Ghent published its cahier de charge general pour les travaux de la ville in 1875<br />
(Heins 1912-1915, p. 353). Unfortunately, the Ghent City Archives did not preserve the written reflections which<br />
led to this final document. However, it must have been an important point of debate in Ghent as well, as alderman<br />
N. De Pauw dedicates multiple pages to this issue in his Principes administratifs et applications en<br />
matière de travaux publics (1849). For De Pauw public buildings had to be good, useful and inexpensive (bonnes,<br />
utiles et peu coûteuses). In order to obtain such a result, the city architect was commissioned for a design<br />
(De Pauw 1849, p. 67) and the specifications were entrusted to not one but at least two municipal employees.<br />
For the definitive price estimation, if the two versions were not too divergent, the average of the estimated<br />
prices was finally put to tender. It may be seriously doubted whether this procedure was really followed in daily<br />
practice.<br />
In the cities of Rotterdam and Amsterdam the standardizing process developed in a somewhat different way.<br />
The introduction of the Municipal Law in 1851 whereby all public works needed to be tendered to external<br />
craftsmen and contractors meant that building specifications needed to be more elaborated and detailed<br />
for each of the specific projects. In Rotterdam a pragmatic approach resulted in the draft of separate General<br />
Conditions (Algemene voorwaarden) which were common to all public work projects. The General Conditions<br />
were printed in the official Bulletin of the Rotterdam Municipality in 1854, which later specifications referred<br />
to (GAR Bestekken 1854 and Leeuwenberg et al. 1993). Later in the Netherlands, as a result of the<br />
growing interventionism of the national authorities, in 1876 the Ministry of Public Works published General Conditions<br />
for the construction and maintenance of public works of the Department of Internal Affairs (GAR Bestekken<br />
1876), and the version updated in 1882, ‘Trade and Industry’, would come to replace the local municipal<br />
General Conditions, although not without delay (GAR Bestekken, 1882).
Proceedings of the Third International Congress on Construction History, May 2009<br />
CONCLUSIONS<br />
This paper shows that the (re-)organisation of public building specifications, as a reaction to the changing<br />
nineteenth-century conditions and requirements, was processed in different ways on different governmental<br />
levels. The results, however, indicate a similar process of striving for professionalization and uniformity. Furthermore,<br />
they can be seen as important bearers of (evolving) knowledge on both technical and organisational<br />
building matters. Yet, an important observation that has to be made is that building specifications are strongly<br />
normative in nature. Hence, they reveal an ‘ideal’ building process and try to regulate those aspects of building<br />
that are hard to regulate in practice. Therefore, it is important to confront the results of their analysis with<br />
sources that expose how these rules and guidelines were put in practice and which tensions and conflicts<br />
arose between theory and practice.<br />
REFERENCES<br />
Berens, H.E.M., 2002: W.N. Rose 1801-1877. Stedebouw, civiele techniek en architectuur. Rotterdam: NAi<br />
Publishers.<br />
Bertels, I., 2004: Een slecht gesteld schoolvertrek maakt de goede inrigting van het Schoolonderwijs onmogelijk…<br />
De Dienst voor Werken en de Antwerpse stedelijke gebouwen voor lager onderwijs, 1815-1880. Bijdragen<br />
tot de Geschiedenis 87/3-4, pp. 401-437.<br />
Bertels, I., 2007: Technical discourses on primary educational buildings: governmental publications in Belgium in<br />
the 19th century. In: Nègre, V. et al. (eds.): Les avatars de la ‘Littérature’ technique. Formes ‘imprimées’ de la<br />
diffusion des savoirs liés à la construction, Paris, pp. 233-241.<br />
Bertels, I., 2008: Building the City, Antwerp 1819-1880. Leuven: Unpublished doctoral dissertation Katholieke<br />
<strong>Universiteit</strong> Leuven.<br />
Claudel, J.: 1857: Formules, Tables et Renseignments pratiques, Aide-Mémoire des Ingénieurs et des<br />
Architectes. Paris: Dunod.<br />
De Pauw, N., 1849: Principes administratifs et applications en matière de travaux publics. Gent : Imprimerie et<br />
lithographie de F. et E. Gyselynck.<br />
Donaldson, T. L., 1859: Handbook of Specifications or Practical guide to the Architect, Engineer, Surveyor and<br />
Builder, in drawing up Specifications and Contracts for Works and Constructions. London: Lockwood and<br />
Co, 1859.<br />
Froger, W.A., 1857: Algemeene voorwaarden en bepalingen voor bij bestek binnen het Rijk plaats hebbende<br />
werken en leveringen. Amsterdam.<br />
Grieten, S. et al. 2006: Sterk gebouwd en makkelijk in onderhoud: ambt en bouwpraktijk van de provinciale<br />
architecten in de Provincie Antwerpen (1934-1970). Bruges: Van de wiele.<br />
Heins, M., 1912: Gand, sa vie et ses institutions. Ghent.<br />
Koninklijke Maatschappij der Bouwmeesters van Antwerpen, 1911: Algemeen lastboek. Bepalingen en<br />
Voorwaarden (1910-1911). Antwerp.<br />
Jager, I., 2002. Hoofdstad in gebreke. Manoeuvreren met publieke werken in Amsterdam 1851-1901.<br />
Rotterdam: 010 Publishers.<br />
Leeuwenberg, H.L.P.; Van Mourik, A.D., 1993: Inventaris van het archief van de Commissie van de Plaatselijke<br />
Werken en de Dienst van Gemeentewerken, 1856-1939. Rotterdam: Gemeentelijke archiefdienst.<br />
Marsh, P., 1982: Illustrated dictionary of building. London-New York: Construction Press.<br />
Meul, V., 1992. Jozef Schadde (1818-1894). Provinciale architect van het arrondissement Mechelen van 1853<br />
tot 1869. Een onderzoek naar neogotiek en eclectisme in de landelijke kerkelijke architectuur van de<br />
provincie Antwerpen. Leuven: unpublished master thesis Katholieke <strong>Universiteit</strong> Leuven.<br />
Ministère de l’Intérieur, 1875: Instructions concernant la construction et l’ameublement des Maisons d’Ecoles,<br />
suivies des plans et devis types. Huy.<br />
Schwatlo, C., 1877: Handbuch zur Beurteilung und Anfertigung von Bauanschlägen. Leipzig.<br />
Van de Vijver, D., De Jonge (ed.), 2003: Ingenieurs en architecten op de drempel van een nieuwe tijd (1750-<br />
1830. Leuven: Universitaire pers.<br />
Van de Vijver, D., 2005: Demanet’s 1848/9 General building specifications for the Belgian Ministry of War. In:<br />
Mochi, G. (ed.), Theory and practice of construction: knowledge, means, models. Didactic and research<br />
experiences. Bologna: Università di Bologna/Ravenna, Fondazione Flaminia, pp. 905-914.<br />
Van Tussenbroek, G. , 2006: The Architectural Network of the Van Neurenberg Family in the Low Countries<br />
(1480-1640). Turnhout: Brepols.<br />
Van Tussenbroek, G., 2007: Building Materials and Trade. Changes in the Organization of the Building Industry in<br />
the North and the South (1500-1650). In: De Jonge, K.; Ottenheym, K. (eds.), Unity and Discontinuity.<br />
Architectural Relationships between the Southern and Northern Low Countries (1530-1700). Turnhout:<br />
Brepols, pp. 301-327.<br />
Venstermans, J., 1954: Tachtig jaar beroepsorganisatie van het bouwbedrijf te Antwerpen, 1874-1954.<br />
Antwerp: Syndikale kamer der bouwnijverheid van Antwerpen.<br />
Building Confederation, Antwerp (ABC)<br />
ABC, Cercle des Entrepreneurs de Travaux publics/Maatschappij van de verschillige ambachten en<br />
bouwstielen, 1874-1930.<br />
City Archives, Antwerp (SAA)<br />
SAA, Aanbestedingen en lastkohieren, MA 80000 and following, 1810-1900.<br />
SAA, Dienst van de stadsbouwmeester, MA 1019, model lastkohier.
City Archives, Rotterdam (GAR)<br />
GAR, Bestekken, 1854, 1876, 1882.<br />
Provincial Archives, Antwerp (PAA)<br />
PAA, Gebouwen algemeen, 1807-1900.<br />
ACKNOWLEDGEMENT<br />
Proceedings of the Third International Congress on Construction History, May 2009<br />
Special thanks to Mr. Robert Thorne for letting us borrow his personal copy of Donaldson’s Handbook of Specifications.
Matériaux & Techniques 100, 137–154 (2012)<br />
c○ EDP Sciences, 2012<br />
DOI: 10.1051/mattech/2012023<br />
www.mattech-journal.org<br />
Assemblage / Joining and assembly<br />
Les assemblages rivetés des structures<br />
historiques en fer et en acier : un siècle<br />
d’effervescences technologiques, structurelles<br />
et géométriques (1840–1940)<br />
Q. Collette, I. Wouters, L. Lauriks et K. Verswijver<br />
<strong>Vrije</strong> <strong>Universiteit</strong> <strong>Brussel</strong>, Department of Architectural Engineering (ARCH), Pleinlaan 2, 1050 Elsene,<br />
Belgium<br />
e-mail : quentin.collette@vub.ac.be ; ine.wouters@vub.ac.be ; leen.lauriks@vub.ac.be ;<br />
koen.verswijver@vub.ac.be<br />
Mots-clés :<br />
Assemblages rivetés ;<br />
constructions métalliques<br />
historiques ; techniques de<br />
fabrication et d’installation ;<br />
principe porteur ; résistance et<br />
mécanismes de ruine ; géométrie ;<br />
conception ; tête de rivet ;<br />
typologies d’assemblage ;<br />
disposition<br />
Key words:<br />
Riveted connections; historical<br />
metallic constructions;<br />
manufacturing and installation<br />
techniques; bearing principle;<br />
strength and collapse mechanisms;<br />
geometry; design principle; rivet<br />
head; joining typologies;<br />
arrangement<br />
Reçu le 19 décembre 2011<br />
accepté le 15 mars 2012<br />
Alors que l’âge d’or des assemblages<br />
rivetés fut directement lié aux développements<br />
de l’industrie métal-<br />
Matériaux<br />
& Techniques<br />
Résumé – Pouvant être considérés comme l’une des plus importantes techniques d’assemblage<br />
des structures en fer et en acier datant de la période 1840–1940, les assemblages<br />
rivetés étaient utilisés pour joindre des éléments porteurs structurels ainsi que pour la fabrication<br />
de profilés reconstitués. La technique du rivetage connut de multiples évolutions<br />
majeures au fil du temps – théorie, installation et conception – et les ingénieurs et architectes<br />
actuels sont directement confrontés à cette complexité lors de projets de rénovation<br />
de ces constructions métalliques. La présente recherche originale a pour but d’enrichir la<br />
connaissance fondamentale liée aux rivets en traitant de leur évolution sur une période<br />
d’un siècle (1840–1940). Cette étude se fonde sur le contenu de sources historiques variées<br />
(manuels, cours, traités, livres, brevets) en confrontation avec les résultats de publications<br />
plus récentes (thèse, articles). Trois thématiques principales sont analysées dans le cadre de<br />
cette étude approfondie : la technologie du rivetage et ses innovations (usage, définition,<br />
techniques de fabrication et d’installation), la résistance des assemblages rivetés (principe<br />
porteur, mécanismes de ruine) ainsi que l’importance cruciale de l’influence des paramètres<br />
géométriques (rapports de proportion et règles pratiques, forme de la tête du rivet, typologies<br />
d’assemblage et dispositions).<br />
Abstract – Riveted connections in historical iron and steel structures: one<br />
turbulent century of technological, structural and geometrical considerations<br />
(1840–1940). Rivets were a major joining technique widely used between 1840 and 1940<br />
in iron and steel constructions to connect structural members and for the manufacturing of<br />
composite sections. The riveting technique experienced numerous major evolutions, in theory,<br />
installation and design. Today’s engineers and architects are faced with this complexity<br />
when renovating listed metallic constructions. The present original research aims to enrich<br />
the basic knowledge related to rivets by discussing their evolution over a period of one century<br />
(1840–1940). This study is based on the content of various historical sources (manuals,<br />
handbooks, treatises, books, patents) confronted with the results of more recent publications<br />
(PhD, articles). Three main topics are analyzed within this in-depth study: the riveting<br />
technology and its innovations (use, definition, manufacturing and installation techniques),<br />
the strength of riveted connections (bearing principle, collapse mechanisms) and finally the<br />
crucial importance of the influence of geometrical parameters (ratios and practical rules,<br />
forms of the rivet head, joining typologies and patterns).<br />
lurgique et à l’usage du fer dans le secteur<br />
de la construction au cours du 19 e et du<br />
20 e siècle, c’est par l’intermédiaire de deux<br />
Article publié par EDP Sciences
138<br />
Q. Collette et al. : Matériaux & Techniques 100, 137–154 (2012)<br />
autres secteurs industriels – à savoir la chaudronnerie<br />
et la construction navale – que<br />
cette technique d’assemblage fut introduite.<br />
Soutenu par l’avènement de la révolution<br />
industrielle ainsi que par les innovations<br />
technologiques majeures de l’industrie du<br />
fer et de l’acier, le rivet connut un succès<br />
grandissant à partir du milieu du 19e siècle en tant que nouveau mode d’assemblage<br />
et fut massivement utilisé dans de<br />
nombreux types de constructions (ouvrages<br />
de génie civil, bâtiments publics/privés) et<br />
d’applications (poutres en treillis, profilés<br />
reconstitués, etc.). Au fil des décennies, la<br />
technologie du rivetage a subi d’importantes<br />
mutations dimensionnelles, conceptuelles et<br />
techniques. La littérature existante fournit<br />
relativement peu d’informations sur ces assemblages<br />
dotés d’un comportement structural<br />
complexe – encore peu maîtrisé aujourd’hui<br />
– et constituant le « maillon faible » des<br />
structures portantes métalliques [1, 2]<br />
L’objetdecetarticleconsisteàdéfinir,<br />
à analyser et à caractériser, en combinant<br />
des considérations tant théoriques que pratiques,<br />
les connexions rivetées et leur évolution<br />
en vue de favoriser une compréhension<br />
affinée de leur conception originelle.<br />
Cette étude met à profit une approche multidisciplinaire,<br />
confrontant des aspects historiques,<br />
techniques et structurels, pour analyser<br />
ces assemblages dans le domaine de<br />
la construction métallique pour la période<br />
1840–1940. Il s’agit d’isoler l’origine de leur<br />
introduction et de leur usage dans ce secteur,<br />
de déterminer quels paramètres majeurs<br />
ont conditionné leur conception et enfin<br />
de comprendre quels rapports de force<br />
existent entre la technicité, le savoir théorique,<br />
l’expérience pratique ainsi que la rentabilité<br />
économique.<br />
Pour ce faire, cette étude se fonde sur<br />
le contenu de manuels anciens, de brevets<br />
ainsi que de normes historiques en combinaison<br />
avec des ouvrages de référence plus<br />
récents [1, 2]. En particulier, les deux références<br />
suivantes constituent une source<br />
d’information importante : la thèse doctorale<br />
de Jacomy [2] (Université Louis Pasteur,<br />
France) combinant histoire des techniques<br />
et sociologie ainsi que l’étude critique de<br />
l’ingénieur américain De Jonge [3] (ASME<br />
Research Committee, Etats-Unis) qui four-<br />
nit une bibliographie étendue (1837–1944)<br />
des publications majeures réalisées à une<br />
échelle internationale (majoritairement aux<br />
Etats-Unis) sur le sujet. En complément à<br />
ces analyses, la présente recherche se focalise<br />
davantage sur la littérature européenne – en<br />
intégrant la Belgique non prise en compte<br />
par De Jonge [3] – et aborde également des<br />
considérations technologiques (fabrication<br />
et installation des rivets). Ainsi, les contributions<br />
des chercheurs, techniciens et ingénieurs<br />
pionniers originaires des pays suivant<br />
sont analysées : la Grande-Bretagne<br />
(ex : Fairbairn), l’Allemagne (ex : Schwedler),<br />
la France (ex : Frémont), la Belgique (ex :<br />
Dechamps), etc. Par conséquent, la valeur<br />
ajoutéedecetarticlerésidedansl’analyse<br />
détaillée et évolutive des assemblages rivetés<br />
fondée sur une approche innovatrice à<br />
cheval entre histoire et ingénierie.<br />
1 Technologie du rivetage<br />
1.1 Avènement des assemblages<br />
rivetés<br />
La nature ainsi que les propriétés mécaniques<br />
des matériaux à assembler eurent un<br />
impact décisif sur l’applicabilité, le recours<br />
et donc le développement de la technique du<br />
rivetage dans le secteur de la construction.<br />
Pour exemple, l’importante épaisseur des<br />
pièces à assembler ainsi que d’autres inconvénients<br />
liés aux structures à ossature en bois<br />
(ex : flambement de la tige de rivet, risque de<br />
fissuration, . . . ), rendirent l’usage des rivets<br />
inapproprié. En revanche, l’introduction de<br />
matériaux nouveaux dans l’industrie métallurgique<br />
tels que le fer forgé, l’acier et ensuite<br />
l’acier doux ont permis de surmonter le<br />
principal obstacle, à savoir l’épaisseur totale<br />
du joint devant être exécuté (ce paramètre<br />
conditionnant directement la longueur de la<br />
tige de rivet). Ainsi, la production et l’usage<br />
de profilés en fer forgé et en acier, avec leurs<br />
sections transversales fines et légères et leur<br />
comportement ductile – en opposition au caractère<br />
fragile de la fonte qui était dès lors<br />
impossible à river – ont stimulé et ont symbolisé<br />
l’avènement d’une nouvelle ère dans<br />
le paysage des assemblages mécaniques dits<br />
« permanents » [4].<br />
Contrairement à la technique du soudage<br />
qui caractérise une application industrielle
Q. Collette et al. : Matériaux & Techniques 100, 137–154 (2012)<br />
spécifique – les constructions métalliques –,<br />
les assemblages rivetés furent largement utilisés<br />
dans trois principaux secteurs. La chaudronnerie<br />
fut la première, à partir de 1810, à<br />
introduire la technique du rivetage à chaud<br />
(chauffage du rivet précédant son installation)<br />
pour la construction de machines à vapeur<br />
et des chaudières de locomotives. Dès<br />
1830, la construction navale recourut également<br />
à ce procédé d’assemblage de manière<br />
à pouvoir rapidement répondre à la<br />
demande croissante de bateaux, vu le développement<br />
exponentiel du trafic maritime<br />
etdeséchangescommerciaux.Lesconstructions<br />
métalliques (génie civil, bâtiments, etc.)<br />
furent le troisième domaine majeur ayant<br />
mis à profit les avantages des rivets pour<br />
contribuer à rationnaliser les procédés de<br />
production dans l’industrie métallurgique à<br />
partir de 1840 [2].<br />
En adéquation avec les innovations technologiques<br />
qui lui étaient contemporaines,<br />
la technique du rivetage connut de multiples<br />
évolutions et métamorphoses (forme,<br />
dimensionnement, installation). Après plus<br />
de 100 ans de domination et de succès,<br />
le déclin de son utilisation s’amorça vers<br />
1930, étant progressivement remplacée et<br />
supplantée par une technique nouvelle : la<br />
soudure à arc électrique [1, 2, 5].<br />
1.2 Usage en construction<br />
métallique<br />
On retrouve des assemblages rivetés dans<br />
deux types de construction à ossature métallique<br />
: le génie civil et les bâtiments publics/privés.<br />
Bien que les ouvrages à grande<br />
portée de la première catégorie, majoritairement<br />
des ponts routiers et ferroviaires,<br />
soient plus célèbres et connus de par leur visibilité<br />
; de nombreuses structures à échelle<br />
plus modeste furent érigées au moyen de rivets<br />
dans les bâtiments, on peut citer pour<br />
exemple : les halls industriels ou d’exposition,<br />
les serres, les maisons de maître, les<br />
grands magasins, les écoles, etc.<br />
D’un point de vue structurel, le rivet remplissait<br />
deux fonctions majeures : connecter<br />
des éléments structurels porteurs entre eux<br />
et fabriquer des profilés reconstitués. Les assemblages<br />
rivetés, généralement en combinaison<br />
avec des boulons, furent utilisés pour<br />
réaliser des poutres et colonnes structurelles<br />
de type treillis (typologie fréquemment rencontrée),<br />
avec ou sans l’aide d’éléments additionnels<br />
de connexions tels que cornières<br />
ou goussets. La seconde fonction consistait<br />
à former des profilés composés ou reconstitués<br />
en assemblant et en superposant des<br />
tôles planes et des cornières de manière à<br />
obtenir la rigidité flexionnelle souhaitée lors<br />
de la fabrication de tels profilés (ex : poutre<br />
en double té ou en I, poutre en H, jumelage<br />
de poutres en I) [6].<br />
1.3 Définition<br />
Henri Dechamps [7, p. 126] – ingénieur belge<br />
et professeur à la Faculté Technique de l’Université<br />
de Liège – proposait la définition suivante<br />
en 1888 : « Un rivet se compose d’un<br />
corps cylindrique et de deux têtes, ordinairement<br />
sphériques ; l’une de ces têtes est forgée avant<br />
la pose ; l’autre est façonnée quand le rivet est<br />
mis en place. » (Fig. 1). Différentes tailles (diamètre<br />
et longueur de tige) et formes (têtes<br />
de rivets) étaient disponibles et utilisées, en<br />
fonction des exigences techniques, fonctionnelles<br />
et structurelles [8].<br />
L’étude des sources historiques révèle<br />
que les constructeurs, ingénieurs et théoriciens<br />
de l’époque étaient conscients de l’importance<br />
et du rôle crucial que jouaient ces<br />
assemblages quant à la stabilité et la résistance<br />
globale des structures portantes en fer<br />
et en acier : « Comme les joints rivés créent des<br />
sections de déforcement, des sections de rupture,<br />
l’étude des assemblages est pour le constructeur<br />
une des plus graves conditions de stabilité. »[9,<br />
p. 246].<br />
Considérées comme le « maillon faible »<br />
des ces constructions métalliques, on attachait<br />
le plus grand soin à l’installation des rivures<br />
mais aussi aux propriétés mécaniques<br />
des matériaux utilisés. Ainsi, le choix du matériau<br />
– impactant directement le diamètre<br />
de tige nécessaire – pour la fabrication des<br />
rivets fut l’objet de bon nombre de débats et<br />
de discussions. Dans la majorité des cas, il<br />
était préférable d’opter pour un matériau de<br />
qualité légèrement inférieure ou identique à<br />
celle des profilés devant être assemblés, ceci<br />
afin d’éviter certains mécanismes de rupture<br />
des pièces assemblées tels que l’écrasement<br />
ou la fissuration entre deux trous<br />
139
140<br />
Q. Collette et al. : Matériaux & Techniques 100, 137–154 (2012)<br />
Fig. 1. Assemblage riveté à simple recouvrement et présentation des trois constituants d’un rivet :<br />
(A) la tige (dont une partie est réservée à la formation de la seconde tête), (B) la seconde tête ou<br />
« tête fermante » et (C) la première tête ou « tête de pose » (fabrication du rivet) [7].<br />
Fig. 1. Single lap joint and presentation of the three parts of a rivet: (A) the rivet shank, (B) the second rivet<br />
head (forged head) and (C) the first head or “tête de pose” (made during manufacture of the rivet) [7].<br />
consécutifs. Une règle générale revenait à<br />
postuler que le métal destiné à la fabrication<br />
des rivets se devait d’être toujours d’excellente<br />
qualité et « suffisamment malléable »<br />
(ductile) pour pouvoir supporter l’état de<br />
contrainte engendré par le travail du marteau<br />
au cours de son installation [4, 9].<br />
En fonction de la nature des pièces à<br />
joindre, le choix se portait entre des rivets en<br />
fer ou en acier. Ainsi, pour l’assemblage de<br />
plats et/ou de cornières en fer, on privilégiait<br />
l’usage de rivets en fer. En revanche, pour<br />
des profilés faits d’acier, même si les rivets<br />
en acier (« métal ou acier fondu extra-doux »)<br />
étaient disponibles et que leurs prix et qualité<br />
étaient satisfaisants, le fer et le fer puddlé<br />
étaient toujours considérés comme les<br />
meilleures alternatives à la fin du 19 e siècle.<br />
En effet, avant l’apparition et le recours généralisé<br />
du rivetage mécanique (1895–1910),<br />
la complexité de la technique d’installation<br />
des rivets en acier les a discrédités au profit<br />
du fer. Pour exemple, certains pays comme la<br />
Russie avaient formellement interdit l’usage<br />
des rivets en acier pour l’assemblage de profilésfaitsdecemêmematériau.Àpartirde<br />
la fin du 19 e siècle, les publications faites<br />
par des théoriciens et ingénieurs – tels que<br />
Frémont [10] ouAerts[11] –surlarésistance<br />
des matériaux, suite aux résultats de<br />
leurs expériences en laboratoire, ont permis<br />
de réconcilier les constructeurs avec l’emploi<br />
des rivets en acier dans le secteur de la<br />
construction de structures portantes métalliques<br />
[9–13].<br />
1.4 Fabrication des rivets<br />
Avant 1850, la fabrication des rivets s’opérait<br />
de manière manuelle, principalement sur le<br />
chantier de construction et aucune standardisation<br />
des dimensions (diamètre de la tige<br />
et de la tête) n’était implémentée. Au fur et<br />
àmesuredel’augmentationdelademande,<br />
une mécanisation du processus s’avéra nécessaire.<br />
Ainsi, en 1836, Antoine Durenne<br />
inventa le premier procédé de fabrication<br />
mécanique des rivets (Fig. 2) dansledomaine<br />
de la chaudronnerie, en adaptant une<br />
« machine-outil » de type poinçonneuse à levier<br />
et volant au fonctionnement très similaire<br />
[2, 10].<br />
Pendant la seconde moitié du 19 e siècle,<br />
de nombreuses améliorations furent apportées<br />
aux machines à fabriquer les rivets, en<br />
particulier concernant les aspects suivants :<br />
l’alimentation des barres cylindriques (matière<br />
première) et l’éjection des rivets forgés.<br />
Par ce biais, il fut donc possible de réduire<br />
la main d’œuvre nécessaire ainsi que<br />
sa qualification, de manière à accélérer les<br />
rendements de production. Ensuite, on observa<br />
une normalisation et une standardisation<br />
des dimensions de rivets, premièrement<br />
à un niveau national et cette tendance<br />
évolua ensuite vers une uniformisation
Q. Collette et al. : Matériaux & Techniques 100, 137–154 (2012)<br />
Fig. 2. Premier procédé mécanique de fabrication de rivets inventé par Antoine Durenne (Paris)<br />
en 1836 : technique de formation de la première tête – tête de pose – du rivet d’après l’adaptation<br />
d’une de ses inventions précédentes de type poinçonneuse [10].<br />
Fig. 2. First mechanical manufacturing process for rivets invented by Antoine Durenne (Paris) in 1836: forging<br />
technique of the first rivet head – “tête de pose” – based on one of his previous inventions of a punching<br />
machine [10].<br />
internationale. Par conséquent, la technique<br />
de fabrication sur chantier disparut petit à<br />
petit et fut graduellement remplacée à la fin<br />
du 19 e siècle par l’ouverture d’ateliers spécialisés<br />
dans la production de rivets [2].<br />
1.5 Techniques d’installation<br />
Le processus d’installation d’un rivet comprend<br />
deux étapes principales, à savoir le<br />
perçage des trous dans les profilés devant<br />
être assemblés et la réalisation de la rivure à<br />
proprement parler.<br />
1.5.1 Perçage des trous<br />
Concernant la première étape, les constructeurs<br />
de l’époque avaient le choix entre le<br />
poinçonnage (usage d’un poinçon ou d’un<br />
«emporte-pièce»),leforage(àl’aided’un<br />
foret), ou une combinaison des deux techniques.<br />
Le poinçonnage se caractérisait par<br />
unegranderapiditéd’exécution,uneforme<br />
de trou favorable au refoulement ultérieur<br />
de la tige de rivet (trou de forme tronconique)<br />
ainsi qu’un prix de revient assez<br />
faible. Avec l’expérience acquise dans<br />
le secteur de la construction, cette technique<br />
fut néanmoins fortement déconseillée,<br />
voire même interdite, par certains constructeurs.<br />
En effet, selon certains ingénieurs, ce<br />
mode de perçage avait une influence négative<br />
sur la résistance des pièces poinçonnées<br />
et engendrait des altérations plus ou moins<br />
conséquentes en fonction de la nature du<br />
matériau constitutif de ces dernières (diminution<br />
pouvant atteindre 20 %). Une zone<br />
périphérique d’environ 1 mm de métal autour<br />
du trou était ainsi altérée par l’écrouissage,<br />
et ceci impactait donc directement sa<br />
ductilité et son allongement à la rupture de<br />
manière négative. Pour palier à cette situation,<br />
on recommandait généralement d’opterpourlatechniqueduforageoubiende<br />
combiner le poinçonnage avec le forage. Premièrement,<br />
on poinçonnait environ 75 %<br />
du diamètre final souhaité et on finissait le<br />
141
142<br />
Q. Collette et al. : Matériaux & Techniques 100, 137–154 (2012)<br />
travail (25 %) à l’aide du forage de manière<br />
à éliminer la zone périphérique écrouie du<br />
métal. Aussi, il était possible de procéder à<br />
un recuit du métal poinçonné de manière à<br />
lui restituer ses propriétés mécaniques initiales<br />
(résultat identique au forage). Notons<br />
que ce débat autour du mode de perçage des<br />
tôles et en particulier de l’influence négative<br />
du poinçonnage sur ces dernières fut l’un<br />
des sujets de controverse les plus importants<br />
de la technique du rivetage [1, 2, 7].<br />
Afin de faciliter l’insertion du rivet au<br />
moment de son installation et de bénéficier<br />
d’une marge de sécurité en cas de trous non<br />
parfaitement concordants, on recommandait<br />
de manière systématique de définir le diamètre<br />
du trou à exécuter comme étant égal<br />
au diamètre de la tige de rivet augmenté<br />
d’un millimètre [14–16].<br />
1.5.2 Opération de rivure<br />
Une fois la préparation des tôles terminée,<br />
on procédait au rivetage c’est-à-dire à l’installation<br />
du rivet. A nouveau, différentes<br />
techniques étaient disponibles : la rivure à<br />
froid en opposition à la rivure à chaud et<br />
le rivetage manuel par rapport au rivetage<br />
mécanique.<br />
La rivure à froid avait une application<br />
limitée de par le fait qu’elle ne convenait<br />
qu’aux assemblages de faible épaisseur et<br />
à des diamètres de tige de rivet restreints<br />
(maximum 8 à 9 mm). De plus, une rivure<br />
installée à froid était incompatible avec des<br />
rivures dites « de force » soit, en d’autres<br />
termes, un assemblage devant être capable<br />
de reprendre des forces afin de transmettre<br />
les contraintes d’un profilé à un autre. La<br />
technique de la rivure à chaud fut, quant à<br />
elle, largement utilisée vu l’influence positive<br />
du chauffage du rivet, et plus précisément<br />
des conséquences de son refroidissement<br />
ultérieur sur la résistance globale de<br />
l’assemblage. On chauffait le rivet soit dans<br />
une forge (four à réverbère) soit dans un four<br />
électrique. La température de chauffe d’un<br />
rivet était un paramètre critiquequidépendait<br />
notamment de la nature du matériau<br />
utilisé (fer ou acier). Le chauffage du rivet se<br />
devait de respecter les deux exigences suivantes<br />
: une répartition uniforme de la chaleur<br />
au sein du rivet et une température de<br />
chauffe contrôlée et limitée pour éviter un<br />
retrait trop important lors de son refroidissement.<br />
La couleur du rivet chauffé était l’indicateur<br />
pratique utilisé pour déterminer la<br />
température adéquate – autour des 1000 ◦C – devant être atteinte (« rouge-cerise » (minimum)<br />
pour des rivets en acier et « rougeorange<br />
» à « blanc » pour des rivets en fer).<br />
Notons que dans la pratique, le chauffeur de<br />
rivet était fréquemment tenté de surchauffer<br />
le rivet pour des questions de facilité<br />
d’installation, en dépit des pertes de propriétés<br />
mécaniques du rivet qui en résultaient<br />
[2, 9, 15].<br />
Le rivetage manuel fut la première technique<br />
utilisée pour la construction des structures<br />
métalliques. Une équipe de rivetage se<br />
composait traditionnellement de trois personnes<br />
: (1) lechauffeur de rivet qui supervisait<br />
et contrôlait la température de<br />
chauffe, (2) le teneur de tas qui maintenait en<br />
place l’extrémité du rivet et bloquait sa première<br />
tête à l’aide d’un tas ou d’une matrice<br />
(levier d’abatage) et (3)leriveurqui,entant<br />
qu’ouvrier le plus qualifié, refoulait la tige<br />
de rivet et forgeait sa seconde tête en frappant<br />
énergiquement avec un marteau éventuellement<br />
doté d’un embout faisant office<br />
de moule et communément appelé « bouterolle<br />
» (Fig. 3). Ce trio était parfois complété<br />
par une quatrième personne – le passeur de<br />
rivet – qui avait pour mission de transporter<br />
le rivet incandescent sorti du four à l’aide<br />
d’unepinceafindeletransmettreauriveur.<br />
Représentant un travail physiquement<br />
difficile pour les ouvriers et incompatible<br />
avec de larges diamètres de tige, une mécanisation<br />
du rivetage, permettant aussi d’accélérer<br />
la procédure d’installation, s’avéra<br />
nécessaire. Ceci fut rendu possible grâce à<br />
l’invention de la première machine à river –<br />
« riveuses » ou « bouterolles mécaniques »<br />
– développée par le célèbre chaudronnier<br />
anglais William Fairbairn en 1838 à Manchester.<br />
En partie basée sur le fonctionnement<br />
des machines à fabriquer les rivets<br />
telle que celle inventée par Durenne deux<br />
années plus tôt, cette technologie nouvelle<br />
commença à être mise en pratique à partir<br />
des années 1850. Cette mécanisation permit<br />
d’augmenter l’applicabilité du rivetage<br />
en augmentant le diamètre maximum de rivets<br />
pouvant être installés, ce dernier étant
Q. Collette et al. : Matériaux & Techniques 100, 137–154 (2012)<br />
Fig. 3. Rivetage manuel à chaud – outillage nécessaire : (A) le tas, (B) la bouterolle, (C) le marteau<br />
et (D) le rivet [17].<br />
Fig. 3. Manual hot riveting – required tools: (A) the dolly bar, (B) the cup tool (“bouterolle”), (C) the hand-held<br />
hammer and (D) the rivet [17].<br />
désormais exclusivement conditionné par la<br />
puissance procurée par ces nouvelles machines.<br />
Ces dernières combinent les deux<br />
effets simultanés du rivetage manuel, à savoir<br />
maintenir en place la tête de pose du<br />
rivet tout en formant sa seconde tête de<br />
l’autre côté de l’assemblage via une force<br />
de compression. Le rivetage mécanique a<br />
une influence positive sur la résistance des<br />
assemblages grâce à un meilleur refoulement<br />
de la tige de rivet dans le trou réalisé<br />
dans les tôles. Les premiers procédés mécaniques<br />
furent progressivement remplacés<br />
par des riveuses alimentées par la force de<br />
la vapeur, suivie ensuite par l’énergie hydraulique,<br />
pneumatique, hydromécanique<br />
et enfin électrique. Différentes technologies<br />
étaient disponibles en fonction du mode de<br />
refoulement adopté : les machines à coup<br />
unique (ex : appareil à vapeur directe), celles<br />
à chocs répétés (ex : la machine à air comprimé<br />
du célèbre inventeur américain Allen)<br />
ou encore celles sans choc et pour lesquelles<br />
le refoulement du rivet se produit sous une<br />
pression hydraulique croissante (ex : riveuse<br />
de Tweddell), ces dernières procurant les résultats<br />
les plus satisfaisants [2, 13].<br />
Vers 1870, on développa des machines<br />
à river portatives permettant de faciliter<br />
et d’accélérer le travail, en réponse aux<br />
premières riveuses de taille assez encombrante.<br />
À partir de 1910, s’inspirant des<br />
machines-outils de l’industrie minière, l’introduction<br />
du marteau pneumatique, doté<br />
d’une grande maniabilité et d’un coût limité,<br />
remplaça définitivement la technique du rivetage<br />
manuel [9, 13, 18, 19].<br />
Les rivures faites en atelier étaient généralement<br />
exécutées de manière plus propre<br />
(influence positive sur la résistance) que<br />
celles réalisées sur chantier mais leur coût<br />
d’installation était plus important. Néanmoins,<br />
le rivetage sur chantier présentait<br />
quelques avantages : augmenter la proportion<br />
de rivures installées sur place (chantier<br />
de construction) revenait à limiter le transport<br />
d’éléments structurels pré-assemblés<br />
encombrants. Aussi, les perfectionnements<br />
des outillages de chantier ont permis, en<br />
combinaison avec une surveillance assidue,<br />
de doter les constructions métalliques de<br />
grandes portées de rivures de qualité [9].<br />
2 Principe structural, résistance<br />
et mécanismes de ruine<br />
Le principe porteur d’un assemblage riveté<br />
est le fruit de l’effet combiné du frottement<br />
présent à l’interface des tôles (résistance au<br />
glissement) et de l’état de cisaillement des<br />
tiges de rivets (résistance au cisaillement).<br />
Dans le cas d’un rivetage à chaud, une<br />
contrainte résiduelle de traction interne agit<br />
sur la tige de rivet une fois son refroidissement<br />
opéré suite à son retrait, les extrémités<br />
de la tige étant maintenues bloquées par ses<br />
deux têtes. L’état de précontrainte du rivet<br />
engendre une force de compression sur les<br />
tôles qui constituent l’assemblage et ceci est<br />
à l’origine de la résistance au glissement de<br />
ce dernier.<br />
Unefoisquel’amplitudedelaforceappliquée<br />
« P » sollicitant les profilés en traction<br />
excède la résistance au glissement de<br />
l’assemblage, la seule contribution restante<br />
du principe porteur de l’assemblage est la<br />
résistance au cisaillement (Fig. 4). Pour cette<br />
raison, de nombreux auteurs proposaient<br />
d’ignorer la résistance au frottement pour<br />
143
144<br />
Q. Collette et al. : Matériaux & Techniques 100, 137–154 (2012)<br />
Fig. 4. État de sollicitation d’un assemblage à recouvrement simple soumis à cisaillement double :<br />
(haut) la résistance au glissement est supérieure à la force « P » externe, (bas) la résistance au<br />
cisaillement est la seule contribuant à la reprise des charges via les deux plans de cisaillement [7].<br />
Fig. 4. Stress state of a single lap joint under double shear force: (top) the frictional resistance is higher than the<br />
external load “P”, (bottom) the loads are resisted only by the shear strength via the two shear planes [7].<br />
uniquement prendre en considération la résistance<br />
offerte par l’intermédiaire des plans<br />
de cisaillement des tiges de rivets. Cette<br />
approche peut être considérée comme sécuritaire<br />
et incorpore dans le raisonnement<br />
conceptuel, l’éventualité d’un défaut d’installation<br />
tel que le refoulement incomplet de<br />
la tige du rivet dans les trous exécutés dans<br />
les tôles [7, 20].<br />
Une installation de rivet proprement exécutée<br />
se devait de satisfaire les trois exigences<br />
structurelles suivantes : (1) assurer<br />
la résistance du joint contre le cisaillement<br />
(par l’intermédiaire de la section de tige de<br />
rivet), (2) éviter l’écrasement des tôles (via le<br />
rapport de proportion « d/e ») ainsi que (3)<br />
l’arrachement des tôles entre les rivets (respect<br />
de distances et espacements minimaux<br />
et maximaux).<br />
On peut citer quatre grands types de mécanismes<br />
de ruine : (1) l’arrachement des<br />
têtes de rivets (suite à une position inclinée<br />
du rivet), (2) la ruine du rivet à la hauteur<br />
d’un plan cisaillé de sa tige, (3) laruinedes<br />
tôles à proximité des trous de rivets suite<br />
à une compression diamétrale trop importante<br />
exercée par la tige et (4) l’écrasement<br />
des tôles. La notion de compression diamétrale,<br />
introduite lorsque les normes et codes<br />
de dimensionnement ont commencé à être<br />
publiés (début du 20 e siècle), fait référence<br />
à la pression appliquée par la tige de rivet<br />
sur les tôles à la hauteur des trous et<br />
vice versa [11, 21].<br />
3 Paramètres géométriques<br />
3.1 Rapport d/e, un premier pas vers<br />
le dimensionnement<br />
La chaudronnerie, en tant que premier grand<br />
secteur industriel ayant introduit les assemblages<br />
rivetés à partir de 1810, fut à l’origine<br />
des premières formules de dimensionnement<br />
des assemblages rivetés. Au début<br />
du 19 e siècle et en l’absence de théories analytiques<br />
précises, ce sont des « règles de
Q. Collette et al. : Matériaux & Techniques 100, 137–154 (2012)<br />
bonnes pratiques » qui furent utilisées par<br />
les constructeurs pour réaliser leurs assemblages.<br />
Ainsi, le rapport « d/e » (diamètre de<br />
la tige de rivet/épaisseur des tôles à joindre)<br />
fut largement utilisé comme moyen pratique<br />
et rapide pour déterminer le type de rivet<br />
devant être utilisé sur base de l’épaisseur<br />
des profilés à assembler. Le rapport de proportion<br />
le plus communément utilisé était le<br />
suivant (Éq. (1)) :<br />
d = 2e ↔ d<br />
e<br />
= 2 (1)<br />
<br />
d<br />
max = 2,5 à3. (2)<br />
e<br />
En règle générale, les auteurs préconisaient<br />
de considérer pour le paramètre « e »l’épaisseur<br />
de la plus fine tôle de l’assemblage, et<br />
dans de plus rares cas l’épaisseur moyenne<br />
de l’ensemble des tôles de la connexion.<br />
En particulier pour les rivets soumis à cisaillement<br />
double, on considérait comme valeur<br />
minimale l’épaisseur de la tôle centrale<br />
dans le cas où la somme des épaisseurs des<br />
tôles extérieures était inférieure à cette dernière<br />
[7, 12, 22, 23]. A contrario, certains auteurs<br />
[14,24] – certes minoritaires – du milieu<br />
du 20e siècle définissaient le paramètre « e »<br />
intervenant dans ce rapport de proportion<br />
commeétantlatôleouleplatàl’épaisseur<br />
la plus importante.<br />
En plus de faire office de règle empirique<br />
à usage aisé, on se référait également<br />
à ce rapport de proportion pour vérifier<br />
l’un des critères majeurs évoqués à<br />
l’époque et définissant une rivure « solide »<br />
ou « convenable » (correctement exécutée)<br />
à savoir empêcher l’écrasement des tôles.<br />
Ainsi, un rapport maximum de 2,5 voire 3<br />
était communément admis (Éq. (2)). En ce<br />
sens, on peut donc définir le rapport « d/e »<br />
comme étant le diamètre maximum que l’on<br />
peut donner à un rivet, exprimé en fonction<br />
de l’épaisseur de l’une des tôles à assembler,<br />
quand celui-ci est soumis à la charge maximale<br />
qu’il peut supporter avec sécurité et<br />
sans risque d’écrasement des tôles.<br />
Le fabricant de chaudière Lemaître va<br />
profondément marquer la conception des<br />
assemblages rivetés en proposant en 1856<br />
son tableau de dimensionnement résumant<br />
le résultat de ses recherches. De par cette<br />
analyse davantage raffinée, il était dès lors<br />
possible de réduire le diamètre « d »pour<br />
une valeur donnée de « e ». Néanmoins,<br />
comme les entrepreneurs et constructeurs<br />
n’appréciaient guère les tableaux, il fallut<br />
attendre la translation mathématique faite<br />
par Armengaud en 1857 (France) – sur base<br />
du tableau de Lemaître – en une formule<br />
unique valable pour toute valeur du paramètre<br />
« d » inférieure ou égale à 15 mm<br />
(Éq. (3)). Considérée autrefois comme une<br />
formule de référence, de nombreux auteurs<br />
et constructeurs [7, 11, 20, 24] mentionnèrent<br />
et utilisèrent cette relation mathématique –<br />
plus connue sous le nom de « formule de Lemaître<br />
» – pendant des décennies, tel Champly<br />
en 1929 [25].<br />
d = 1,5e + 4 [mm]. (3)<br />
Le développement et l’introduction de nouveaux<br />
matériaux à la fin du 19 e siècle (acier<br />
doux et extra-doux) nécessitèrent une adaptation<br />
du rapport de proportion « d/e ». Toujours<br />
empiriques, ces nouvelles expressions<br />
mathématiques intégraient les meilleures<br />
propriétés mécaniques de ces matériaux<br />
nouveaux, permettant ainsi de réduire la valeur<br />
du rapport « d/e » pour une épaisseur de<br />
tôle donnée. On peut citer notamment la formule<br />
de Breuil (Éq. (4)) ainsi que la formule<br />
de Hambourg (Éq. (5)) [2].<br />
d = √ 50e − 4 [mm] (4)<br />
d = 45e<br />
· (5)<br />
15 + e<br />
Ainsi, au fil des décennies, on observa l’introduction<br />
successive de règles empiriques<br />
davantage raffinées correspondant à une optimisation<br />
du rapport « d/e ». Les premières<br />
règles pratiques (Éqs. (1) et (2)) caractérisées<br />
par un surdimensionnement des joints<br />
rivetés ont été progressivement substituées<br />
par des relations mathématiques réduisant<br />
le diamètre nécessaire de tige de rivet. Notons<br />
que ce phénomène est à mettre en relation<br />
avec la recherche perpétuelle de réduction<br />
du poids propre ainsi que du coût de<br />
ces assemblages (Fig. 5).<br />
Néanmoins, ces considérations théoriques<br />
se doivent d’être confrontées aux<br />
conditions réelles de travail sur chantier<br />
et/ou en atelier. En effet,lenombredediamètres<br />
de rivets différents utilisés pour une<br />
145
146<br />
Q. Collette et al. : Matériaux & Techniques 100, 137–154 (2012)<br />
Fig. 5. Évolution du rapport « d/e » (1857 ; 1897 ; > 1900 ; 1929) en comparaison avec deux règles<br />
pratiques (valeurs constantes de ce rapport).<br />
Fig. 5. Evolution of the “d/e” ratio (1857; 1897 ; > 1900; 1929) in comparison with two practical rules (constant<br />
values).<br />
construction spécifique était généralement<br />
limité à 2 ou 3 (chiffres rond en [mm]) de manière<br />
à éviter une multiplication inutile du<br />
nombre d’outils nécessaires (foreuse, poinçon,<br />
bouterolle, etc.), en particulier pour le<br />
rivetage manuel. Pour une rivure de force,<br />
le diamètre minimal théorique disponible<br />
était de 10 mm mais dans la pratique, on<br />
utilisait rarement des valeurs de diamètre<br />
de tige inférieures à 16 mm. Aussi, on recommandait<br />
de ne pas dépasser les 24 à<br />
26 mm comme valeur de diamètre nominal<br />
pour éviter tout risque d’écrasement des<br />
tôles (Tab. 1)[7, 8, 15, 16, 20, 22–24, 26].<br />
3.2 Tête de rivets : considérations<br />
structurales, constructives<br />
et économiques<br />
Le 19 e siècle se caractérise par une large<br />
variété géométrique et dimensionnelle des<br />
têtes de rivets qui étaient propres à chaque<br />
fabricant. Cette grande diversité fut canalisée<br />
et rationalisée par l’intermédiaire de<br />
normes publiées à partir des années 1920. En<br />
parallèle,lenombredeformesdetêtesdifférentes<br />
disponibles fut réduit au fil des décennies,<br />
les formes exclusivement utilisées<br />
pour une application particulière furent naturellement<br />
écartées vu leur coût supérieur<br />
et leur installation plus complexe [2].<br />
Lechoixd’uneformedetêtederivet<br />
dépend du type de rivure exigé (rivure de<br />
force et/ou étanche), de la technique d’installation<br />
et de considérations esthétiques. Différentes<br />
formes étaient utilisées pour la tête<br />
de pose (première tête) et la tête fermante<br />
(seconde tête), ces dernières n’étant pas systématiquement<br />
identiques pour un même<br />
rivet. Indépendamment du secteur industriel<br />
concerné, on peut considérer qu’il existe<br />
quatre grandes familles de têtes : les têtes<br />
rondes, fraisées, coniques et plates. Pour les
Q. Collette et al. : Matériaux & Techniques 100, 137–154 (2012)<br />
Tableau 1. Valeurs standards de diamètre de tige de rivet – les valeurs mentionnées en gras sont<br />
celles fréquemment utilisées en construction métallique.<br />
Table 1. Standard values of diameters of the rivet shank – the values in bold were commonly used for metallic<br />
constructions.<br />
constructions métalliques, la tête ronde était<br />
la forme la plus largement utilisée.<br />
L’évolution géométrique des têtes de<br />
rivets s’est approximativement échelonnée<br />
sur une période d’un siècle. Les principaux<br />
paramètres qui ont conditionné cette<br />
évolution dimensionnelle sont l’amélioration<br />
des méthodes d’installation, les résultats<br />
de tests expérimentaux de laboratoire<br />
et les considérations économiques de couverture<br />
de coûts. Ainsi, à partir de 1820, le<br />
développement des « machines à fabriquer<br />
les rivets » suivies quelques décennies plus<br />
tard par les « machines à river » eu pour<br />
conséquence la dominance de la tête ronde<br />
audétrimentdelatêtedeformeconique.<br />
Ce phénomène peut également être mis en<br />
évidence par le contenu de manuels théoriques<br />
de l’époque qui traitaient également<br />
d’aspects structurels discréditant l’usage de<br />
telles têtes : « quant aux rivets à tête conique,<br />
il convient de les rejeter, attendu qu’ils ont une<br />
résistance inférieure à celle des rivets à tête hémisphérique.<br />
» [12, p. 121].<br />
Vers la fin du 19 e siècle, en parallèle avec<br />
le développement de la théorie de la résistance<br />
des matériaux, on attachait davantage<br />
d’importance au poids propre et au prix<br />
de revient des assemblages rivetés. Dans<br />
cette perspective, la hauteur de tête de rivet<br />
« h » fut l’un des paramètres majeurs<br />
investigués. Ces recherches eurent un impactdirectsurlatêtedeformerondequi<br />
fit progressivement place, vers 1920, à deux<br />
nouvelles formes dérivées : la tête ronde approchant<br />
une forme parfaitement hémisphérique(hauteurdetêteplusélevéepourun<br />
diamètre donné) et la tête dite « en goutte de<br />
suif » caractérisée par deux rayons de courbure.<br />
Cette dernière était donc une version<br />
aplatie et donc plus légère que son ancêtre,<br />
la tête ronde non hémisphérique (morceau<br />
de sphère), soit une forme en adéquation<br />
d<br />
avec le fonctionnement des machines à river<br />
(Fig. 6)[2, 12].<br />
Les résultats d’une analyse quantitative<br />
confrontant le contenu des publications de<br />
multiples auteurs [1, 4, 7, 9, 14, 20, 24, 26–<br />
28] confirment clairement l’évolution géométrique<br />
de la tête ronde vers l’un de ses<br />
successeurs, à savoir la tête ronde hémisphérique<br />
(Fig. 7).Lesgraphiquesdelafigure7<br />
fournissent les valeurs du ratio « h/D »(hauteur<br />
de tête de rivet/diamètre de la tête de<br />
rivet) calculées sur base des proportions géométriques<br />
mentionnées dans 13 ouvrages de<br />
référence publiés dans deux pays différents<br />
– la France et la Belgique – entre 1873 et 1953.<br />
Dans les deux cas, on observe une évolution<br />
globale croissante du rapport « h/D »confirmant<br />
l’augmentation de la hauteur de tête<br />
pourunevaleurdonnéedesondiamètre,<br />
avec une valeur de ce ratio s’approchant de<br />
0,45 (forme pratiquement hémisphérique)<br />
vers le milieu du 20 e siècle. À l’exception<br />
près de quelques irrégularités antérieures à<br />
1900 mentionnant des valeurs assez élevées<br />
du rapport « h/D » qui sont comparables à la<br />
forme de tête pratiquement hémisphérique<br />
caractéristique du 20 e siècle, on constate que<br />
la transition morphologique s’est principalement<br />
opérée entre 1900 et 1920. Notons enfin<br />
que les valeurs recommandées par d’autres<br />
auteurs à partir de 1940 n’ont volontairement<br />
pas été mentionnées vu la relative<br />
constance du rapport de proportion observée<br />
à partir de cette date (rivetage progressivement<br />
substitué par la soudure).<br />
3.3 Configurations d’assemblage :<br />
cisaillement simple et double<br />
Du point de vue des configurations d’assemblage,<br />
on distingue les assemblages de<br />
continuité dits « bout à bout » (raboutage)<br />
des assemblages joignant des profilés dans<br />
des plans perpendiculaires. Les assemblages<br />
147
148<br />
Q. Collette et al. : Matériaux & Techniques 100, 137–154 (2012)<br />
Fig. 6. Géométrie des deux formes de têtes dérivées de la tête ronde originelle : (gauche) la tête<br />
parfaitement hémisphérique, (droite) la tête en goutte de suif [2].<br />
Fig. 6. Geometry of the two derived forms of the original round head: (left) the round snap head (perfectly<br />
hemispheric), (right) the button head (also called “en goutte de suif”) [2].<br />
Fig. 7. Évolution géométrique de la tête ronde approchant une forme hémisphérique : valeurs<br />
nominales du rapport « h/D » en France (haut) et en Belgique (bas).<br />
Fig. 7. Geometrical evolution of the almost perfectly hemispheric rivet head: nominal values of the “h/D” ratio<br />
in France (top) and in Belgium (bottom).<br />
de tôles à la perpendiculaire se font généralement<br />
à l’aide de profilés additionnels<br />
de connexion qui sont généralement des<br />
cornières. Quand il s’agit de réaliser des<br />
poutres reconstituées de grande portée ou<br />
de connecter des tôles dans un même plan,<br />
on recourt à des assemblages de continuité.<br />
Ces derniers se fondent sur le principe du<br />
recouvrement : une zone de chevauchement<br />
de deux ou de plusieurs tôles est nécessaire<br />
pour assurer la transmission des efforts par<br />
l’intermédiaire des rivets.<br />
Suivantlenombrederangéesderivets<br />
placées dans la direction transversale de l’assemblage,<br />
on fera référence à un recouvrement<br />
simple, double ou triple correspondant<br />
respectivement au placement d’une, de<br />
deux ou de trois rangées de rivets à chaque
Q. Collette et al. : Matériaux & Techniques 100, 137–154 (2012)<br />
Tableau 2. Présentation des principales configurations d’assemblage à recouvrement en cisaillement<br />
simple et double : simple, double ou triple recouvrement avec ou sans couvre-joint(s).<br />
Table 2. Overview of the main joint configurations with one or two shear planes: single, double or triple overlap<br />
with or without cover plate(s).<br />
transmission d’efforts d’une tôle à une autre<br />
ou à un groupe d’autres tôles. Le choix du<br />
type de recouvrement dépend principalement<br />
de la résistance requise, en d’autres<br />
termes de l’amplitude des contraintes devant<br />
être reprises, et ceci conditionne le<br />
nombre de rivets nécessaires et par conséquent<br />
la géométrie de l’assemblage qui en<br />
découle. Le nombre de tôles impliquées<br />
(épaisseur totale du joint) pour chaque transmission<br />
d’efforts détermine l’état de sollicitation<br />
des rivets. La connexion de deux<br />
tôles correspond à un cisaillement simple<br />
des rivets (un plan de cisaillement par tige<br />
de rivet) tandis qu’un cisaillement double<br />
sollicitera les tiges de rivets par l’intermédiaire<br />
de deux plans de cisaillement (Tab. 2).<br />
La résistance au cisaillement offerte par<br />
une connexion étant directement proportionnelle<br />
au nombre de plans cisaillés, deux<br />
fois moins de rivets seront nécessaires pour<br />
un assemblage à double cisaillement en comparaison<br />
avec un cisaillement simple. On notera<br />
cependant que la résistance au cisaillement<br />
d’une rivure exécutée mécaniquement<br />
est supérieure à celle réalisée manuellement<br />
de par le refoulement davantage énergique<br />
et uniforme de la tige du rivet [9].<br />
L’effort de traction ou de compression<br />
axiale appliqué sur les profilés assemblés se<br />
traduit par un cisaillement des rivets dès que<br />
la résistance au glissement de l’assemblage<br />
a été vaincue. En l’absence de plaque d’assemblage<br />
additionnelle (couvre-joint, gousset,<br />
etc.), les assemblages à recouvrement<br />
vont subir des déformations hors plan suite<br />
au moment fléchissant engendré par l’excentricité<br />
des forces appliquées. Ceci se traduit<br />
par la présence d’une tension oblique dans<br />
la tige des rivets qui peut engendrer un arrachement<br />
des têtes. Vu la meilleure répartition<br />
de ces efforts « parasites » au fur et<br />
à mesure que le nombre de rangées de rivets<br />
augmente, les recouvrements doubles et<br />
triples sont plus modérément concernés par<br />
ces déformations en comparaison avec les<br />
assemblages à simple recouvrement. Pour<br />
palier à ces inconvénients, on recommandait<br />
à l’époque d’opter pour des assemblages dotés<br />
de couvre-joints (« plaques de recouvrement<br />
»). On parlait de rivetage « à plat-joint »<br />
ou « à chaîne » pour faire référence à un assemblage<br />
comportant respectivement un ou<br />
deux couvre-joints (Fig. 8)[29].<br />
En particulier, une solution optimale fréquemment<br />
implémentée dans la pratique<br />
consistait à placer deux couvre-joints de<br />
manière à rendre l’assemblage doublement<br />
symétrique (Tab. 2). Même si l’usage de<br />
couvre-joints augmentait le coût d’installation<br />
(principalement la main d’œuvre), cette<br />
configuration était hautement conseillée par<br />
les ingénieurs et théoriciens dans le cas de<br />
rivures de force en construction métallique<br />
étant donnée la meilleure résistance offerte.<br />
En effet, pour un cas de charges donné, le<br />
mécanisme de ruine se produira à des niveaux<br />
de contraintes plus élevés en comparaison<br />
aux assemblages dépourvus de<br />
couvre-joints [4, 11, 21, 30, 31].<br />
La majorité des auteurs préconisaient<br />
d’égaler l’épaisseur du couvre-joint à celle<br />
des tôles à assembler en cas d’assemblage<br />
doté d’un couvre-joint et de prendre la moitié<br />
de l’épaisseur des tôles comme épaisseur<br />
149
150<br />
Q. Collette et al. : Matériaux & Techniques 100, 137–154 (2012)<br />
Fig. 8. État déformé d’assemblages à recouvrement dont les tôles sont soumises à efforts de traction :<br />
(haut) assemblage à simple (gauche) et à double (droite) recouvrement sans couvre-joint, (milieu)<br />
assemblage à double recouvrement à un couvre-joint, (bas) assemblage à double recouvrement à<br />
deux couvre-joints (NB : cette forme de tête était utilisée en construction navale) [32].<br />
Fig. 8. Distorted configurations of lap and strap joints under tension forces: (top) single lap joint with one (left)<br />
or two (right) overlaps without cover plate, (centre) single strap joint with two overlaps, (bottom) double strap<br />
joint with two overlaps (NB: this form of rivet head was used for ship constructions) [32].<br />
de référence pour les couvre-joints d’assemblages<br />
doublement symétriques [4, 11, 30].<br />
3.4 Disposition et entre-axe<br />
Une fois la configuration d’assemblage choisie,<br />
la disposition des rivets – en rangées<br />
et/ou en files, alignés ou en quinconces –<br />
est l’étape suivante dans le processus de<br />
conception qui s’appuie sur le nombre de<br />
rivets nécessaires déterminé par règle empirique<br />
ou par calcul analytique. Des espacements<br />
et distances minimaux se devaient<br />
d’être respectés afin d’éviter la fissuration<br />
voire le déchirement des pièces assemblées<br />
entre les rivets. Aussi, des entre-axes trop<br />
importants pouvaient conduire à un défaut<br />
de contact et d’adhérence entre les<br />
tôles [11, 12].<br />
Les distances et entre-axes sont principalement<br />
fonction de la technique et du<br />
lieu d’installation (atelier ou chantier de<br />
construction), de l’état de sollicitation du rivet<br />
(cisaillement simple ou double), de la<br />
rigidité de l’assemblage (usage ou non de<br />
couvre-joints) et de la qualité des matériaux<br />
assemblés. Pour exemple, les tiges de rivets<br />
cisaillées suivant deux plans pourront<br />
être davantage espacées que celles soumises<br />
à un simple cisaillement. Aussi, pour une<br />
rigidité croissante de l’assemblage, l’entreaxe<br />
des rivets était également augmenté.<br />
Le tableau ci-dessous fournit des valeurs<br />
moyennes – assez constantes au fil des décennies<br />
– des formules mentionnées par divers<br />
auteurs [7, 11, 12, 22, 23, 26, 27, 30] entre<br />
1886 et 1940 pour le cas trivial d’un assemblage<br />
à simple recouvrement en cisaillement<br />
simple (Tab. 3). Pour ce qui est des formules<br />
présentées par des auteurs plus récents<br />
(après 1940) [8, 14, 15, 24], on constate<br />
que celles-ci sont très similaires d’un auteur<br />
à l’autre et qu’elles présentent des valeurs<br />
supérieures à celles préconisées avant 1940, à<br />
l’exception du paramètre « e »quirestestable<br />
dans le temps. Ceci s’explique partiellement<br />
par le fait que, à partir de 1940, on soulignait<br />
davantage l’importance de fixer des<br />
valeurs maximales de ces rapports de proportion<br />
(paramètres « a »et«v »). En particulier,<br />
on notera une tendance évolutive croissante<br />
des valeurs minimales et maximales<br />
propre au paramètre « a » qui atteignent
Q. Collette et al. : Matériaux & Techniques 100, 137–154 (2012)<br />
Tableau 3. Formules de détermination des distances et espacements des rivets exprimées en fonction<br />
du diamètre de tige de rivet « d » pour un assemblage à simple recouvrement en cisaillement<br />
simple [23].<br />
Table 3. Formulas for determining the rivets’ distances and spacing as a function of the diameter of the rivet<br />
shank “d” for a single lap joint with one overlap [23].<br />
respectivement 2,5 d et 4 d dans la seconde<br />
moitié du 20 e siècle.<br />
La méthode pratique développée par<br />
l’ingénieur allemand Schwedler était considérée<br />
comme une référence à l’époque<br />
pour positionner les rivets. Cette dernière<br />
était en réalité une méthode de dimensionnement<br />
qui combinait des considérations<br />
structurelles et géométriques. Prenant uniquement<br />
en compte la résistance au cisaillement<br />
de l’assemblage et négligeant sa résistance<br />
au frottement, le principe développé<br />
par Schwedler consistait à décomposer les<br />
tôles en de multiples « lanières » de largeur<br />
constante entourant chacune un rivet. La largeur<br />
de ces lanières (paramètre « s ») était déduite<br />
de l’hypothèse de calcul suivante : la<br />
résistance à la traction d’une lanière est égale<br />
à la résistance au cisaillement d’une tige de<br />
rivet. On obtenait, pour le cas d’un assemblage<br />
en cisaillement simple, une équation à<br />
trois inconnues réduites à deux – grâce à la<br />
règle de calcul exprimant « e »enfonctionde<br />
« d » (Éq. (1)) – du type suivant (Éq. (6)) :<br />
s = πd2<br />
8e<br />
e= d<br />
2<br />
=⇒ s = πd<br />
0,785d. (6)<br />
4<br />
Unefoisleparamètre«s » calculé (le paramètre<br />
« d » se déduisait de l’épaisseur « e »<br />
des tôles qui était une donnée du problème),<br />
il suffisaitdèslorsdereprésentergraphiquement<br />
les différentes lanières autour des<br />
rivets afin d’en déduire leurs espacements<br />
et distances par rapport aux bords des tôles<br />
(paramètres « l ») (Fig. 9)[7, 11, 12].<br />
Parmi les assemblages à recouvrements<br />
multiples dotés de couvre-joints, une disposition<br />
particulière était fréquemment plébiscitée<br />
de par la répartition uniforme des<br />
efforts et la grande résistance qu’elle offrait<br />
: la rivure en quinconce. En particulier,<br />
la rivure dite « convergente » était une disposition<br />
en quinconce qui était considérée<br />
comme optimale étant donné que les rangées<br />
de rivets extrémales – la première et<br />
la dernière de l’assemblage – ne comportaient<br />
qu’un seul rivet. En effet, indépendamment<br />
du nombre de rivets constituants<br />
ces rangées extrémales, les théoriciens de<br />
l’époque [20, 23] considéraient que ces sections<br />
transversales étaient les sections les<br />
plus critiques de l’assemblage. Par conséquent,<br />
positionner un seul rivet sur ces<br />
151
152<br />
Q. Collette et al. : Matériaux & Techniques 100, 137–154 (2012)<br />
Fig. 9. Disposition des rivets et représentation des lanières «s» sur base de la méthode de Schwedler<br />
pour des assemblages à simple cisaillement : recouvrement simple à une rangée de rivet (hautgauche)<br />
ou recouvrement triple à une file de rivet (haut-droite), triple recouvrement avec disposition<br />
en quinconce (bas) [7].<br />
Fig. 9. Arrangement of rivets and representation of the strips “s” according to Schwedler’s method for joints in<br />
single shear: single lap joint with one overlap (one row of rivets) (top-left) or with three overlaps (one line of<br />
rivets) (top-right), single lap joint with three overlaps of rivets arranged in a quincunx (bottom) [7].<br />
rangées revenait à maximiser l’aire nette des<br />
tôles–vuquel’onlimitelenombredetrous<br />
réalisés – à la hauteur de ces sections transversales<br />
dites « dimensionnantes », d’où leur<br />
plus grande résistance (Fig. 10).<br />
Dans la pratique et pour les mêmes raisons<br />
incitant à limiter le nombre de diamètres<br />
différents de tiges de rivet pour une<br />
construction métallique donnée, il était recommandé<br />
de travailler avec des valeurs arrondies<br />
(au centimètre près) de ces distances<br />
et espacements, et de tenter de standardiser<br />
et de limiter le nombre d’espacements différents<br />
[23].<br />
4 Conclusion<br />
Couvrant plus d’un siècle d’histoire et<br />
d’évolution, cette analyse multidisciplinaire<br />
fournit des informations approfondies sur la<br />
théorie et la pratique des assemblages rivetés<br />
appliqués aux constructions en fer et en acier<br />
du 19 e et du 20 e siècle. Les résultats combinés<br />
des investigations historiques, technologiques,<br />
structurelles et géométriques<br />
soulignent l’importance fondamentale de<br />
confronter la conception originale de ces<br />
assemblages à leur contexte historique,<br />
lui-même caractérisé par des techniques<br />
d’installation et des méthodes de dimensionnement<br />
propres à une période de l’histoire.<br />
En dépit de la recherche perpétuelle<br />
des techniciens et ingénieurs de l’époque<br />
désireux de mécanisation et d’automatisation<br />
du procédé de rivure, la pratique traditionnelle<br />
ainsi que l’expérience des constructeurs<br />
et des riveurs ont toujours joué un rôle<br />
déterminant et prépondérant dans l’évolution<br />
effective de cette technique. Dans<br />
le même esprit, malgré les résultats d’expérience<br />
des tests réalisés en laboratoire
Q. Collette et al. : Matériaux & Techniques 100, 137–154 (2012)<br />
Fig. 10. Assemblage à recouvrements multiples dotés de couvre-joints et à disposition des rivets<br />
en quinconce : (gauche) rivure en quinconce de type convergente, (droite) rivure en quinconce<br />
classique [22].<br />
Fig. 10. Multiple overlap joints with cover plates and with rivets arranged in a quincunx: (left) convergent and<br />
(right) conventional type [22].<br />
combinés à la volonté d’optimiser et de rationaliser<br />
les dimensions et proportions de<br />
ces joints, les perfectionnements des principes<br />
de conception et des méthodes de calcul<br />
réellement implémentés dans la pratique<br />
peuvent être assimilés à une sorte de « traduction<br />
mathématique » des connaissances<br />
et du savoir-faire des riveurs et constructeurs<br />
de l’époque. De manière générale,<br />
ce sont des considérations géométriques –<br />
principalement le diamètre « d » de la tige<br />
de rivet (lui-même exprimé en fonction de<br />
l’épaisseur « e » des tôles à assembler) –<br />
qui conditionnaient tant la méthodologie de<br />
conception et le calcul que la disposition des<br />
rivets pour ces assemblages. Par conséquent,<br />
en mettant en évidence la richesse et la complexité<br />
de la technique du rivetage, la recherche<br />
scientifique présentée dans cet article<br />
enrichit la connaissance sur les rivets,<br />
et ceci constitue l’étape préliminaire essentielle<br />
lors de l’évaluation du potentiel de rénovation<br />
de notre patrimoine bâti ainsi que<br />
de son caractère historique associé.<br />
Remerciements<br />
La recherche présentée dans cet article est financée<br />
par l’institution « Research Foundation Flanders<br />
» (FWO Vlaanderen, Belgique). Les auteurs<br />
remercient Bruno Jacomy (Directeur exécutif du<br />
Musée des Confluences, Lyon, France) pour la diffusion<br />
de sa recherche ainsi que les membres du<br />
Centre d’Histoire des Sciences et des Techniques<br />
« CHST » (Université de Liège, Liège, Belgique)<br />
pour leur aimable aide.<br />
Références<br />
[1] P. Truijens, Klinken : een historische<br />
verbindingswijze voor staalconstructies,<br />
Monumenten en Landschappen 20-4, 2001,<br />
pp. 45-64<br />
[2] B. Jacomy, De l’objet à l’homme. Rivets<br />
et riveurs à travers la civilisation industrielle,<br />
Thèse, Université Louis Pasteur –<br />
Strasbourg 1 (non publié), 1983<br />
[3] R. De Jonge, Riveted joints, a Critical<br />
Review of the Literature Covering their<br />
Development (with Bibliography and<br />
Abstracts of the Most Important Articles),<br />
ASME Research Publication (The American<br />
Society of Mechanical Engineers), New<br />
York, 1945<br />
[4] P. Combaz, La Construction, Principes et<br />
applications, partie 7, E. Lyon-Claesen,<br />
Bruxelles, vol. 3, 1897, pp. 10-84<br />
[5] Q. Collette, I. Wouters, L. Lauriks, Evolution<br />
of historical riveted connections: joining typologies,<br />
installation techniques and calculation<br />
methods, in: Brebbia C.A., Binda<br />
L. (éd.), Proceedings of 12th International<br />
Conference on Structural Repairs and<br />
Maintenance of Heritage Architecture,<br />
WITT press, Chianciano Terme, Italy, 2011,<br />
pp. 295-306<br />
[6] Q. Collette, I. Wouters, M. de Bouw, L.<br />
Lauriks, A. Younes, Victor Horta’s iron architecture:<br />
a structural analysis, in Xianglin<br />
G., Xiaobin S. (éd.), Proceedings of the 7th<br />
International Conference on Structural<br />
Analysis of Historic Constructions,<br />
Strengthening and Retrofitting, Trans Tech<br />
Publications, Shanghai, China, vol. 133-134,<br />
2010, pp. 373-378<br />
[7] H. Dechamps, Les principes de la construction<br />
des charpentes métalliques et leurs<br />
applications aux ponts à poutres droites,<br />
combles, supports et chevalements, H.<br />
Vaillant-Carmanne, Liège, 1888, pp. 87-145<br />
[8] H.J. Jacquemain, Traité pratique des<br />
constructions métalliques (Résistance des<br />
matériaux et Graphostatique), Aumoniers<br />
du Travail – Institut Industriel et<br />
Professionnel, Charleroi-Nord, vol. 1, 1946,<br />
pp. 46-175<br />
153
154<br />
Q. Collette et al. : Matériaux & Techniques 100, 137–154 (2012)<br />
[9] J. Van Drunen, L’acier dans la construction<br />
(Bibliothèque belge des connaissances<br />
modernes), Charles Rozez, Bruxelles, 1892,<br />
p. 250<br />
[10] C. Frémont, Étude expérimentale du rivetage,<br />
Société d’encouragement pour l’industrie<br />
nationale, Paris, 1906<br />
[11] L. Aerts, Éléments pratiques de la résistance<br />
des matériaux, 4 e Éd., J. Wouters-<br />
Ickx et Librairie Polytechnique Ch. Bélanger,<br />
Louvain et Paris-Liège, 1911, pp. 23-50<br />
[12] P. Combaz, La Construction. Principes et<br />
applications, partie 3, E. Lyon-Claesen,<br />
Bruxelles, 1897, vol. 2, pp. 43-175<br />
[13] J. Buchetti, Manuel des constructions métalliques<br />
et mécaniques (Traité complet, théorique<br />
et pratique), 2 e Éd., Ch. Bélanger, Paris<br />
et Liège, 1891, pp. 120-252<br />
[14] G. Kienert, Constructions Métalliques rivées<br />
et soudées, Livre 1 (Produits sidérurgiques<br />
de construction, Organes de liaison,<br />
Assemblages types), Eyrolles (Collection :<br />
L’ingénieur des travaux publics et du bâtiment),<br />
Paris, 1949, pp. 66-126<br />
[15] P.A. Lorin, Construction Métallique,<br />
Principes généraux pour la conception et<br />
le dimensionnement en sécurité, Dunod,<br />
Paris, vol. 1, 1968, pp. 47-68<br />
[16] J.F. Drouet, Manuels Drouet, Calcul des<br />
Constructions Métalliques (Fascicules A-B-<br />
C-D-F-G), G.-M. Perrin, Paris, 1970<br />
[17] W.J. Lineham, A text-book of mechanical engineering,<br />
Chapman & Hall, London, 1902,<br />
p. 285<br />
[18] Q. Collette, Iron and Steel: Manufacturing<br />
and connection techniques (1830-1940),<br />
Patents Database “DB3” (Excel file), 2010<br />
[19] D.A. Simmons, The continuous clatter: practical<br />
field riveting, The journal of the Society<br />
for Industrial Archaeology 23-2, 1997, pp. 4-<br />
20<br />
[20] A. Nachtergal, Charpentes métalliques,<br />
Calculs et construction, 5 e Éd., Bieleveld,<br />
Bruxelles, 1937, pp. 30-259<br />
[21] N. De Vos, Cours de construction donné<br />
de 1864 à 1874 à la section du génie<br />
de l’école d’application de Bruxelles,<br />
Librairie Polytechnique De Decq & Duhent,<br />
Bruxelles, vol. 1, 1879, pp. 95-100<br />
[22] L. Zwiers, Handboek der burgerlijke bouwkunde,<br />
IJzerconstructies, 2 e Éd., V/H. Van<br />
Mantgem & De Does, Amsterdam, 1916,<br />
pp. 19-50<br />
[23] H.J. Van der Veen, Ijzerconstructies, Het<br />
construeeren enz, van ijzeren kolommen,<br />
balken, trappen, gebouwen, vakwerken,<br />
kapgebinten enz., 4de Druk, L.J. Veen,<br />
Amsterdam, 1919, pp. 65-80<br />
[24] P. Labarraque, La Charpente Métallique en<br />
Fer et Alliages légers, Librairie J.B. Baillière<br />
et Fils, Paris, vol. 1, 1953, pp. 96-154<br />
[25] R. Champly, Nouvelle encyclopédie pratique<br />
des constructeurs. . . , C. Béranger,<br />
Paris et Liège, 1929<br />
[26] P.W. Scharroo, O. Bertholet, Calculs élémentaires<br />
de constructions civiles. Manuel théorique<br />
et pratique à l’usage des ingénieurs,<br />
architectes, conducteurs de travaux, contremaîtres,<br />
etc., Ad. Hoste, Gand, 1911, pp. 72-<br />
79<br />
[27] D. Francken, La construction civile, Les<br />
matériaux et leur mise en œuvre, A. De<br />
Koninckx, Anvers, 1910, p. 328<br />
[28] Association Belge de Standardisation<br />
(A.B.S.), Standardisation des boulons et<br />
rivets (Rapport No. 6), A.B.S., Bruxelles,<br />
1941, p. 16<br />
[29] J. Novat, Cours Pratique de Résistance<br />
des Matériaux, Librairie Polytechnique Ch.<br />
Bélanger, Paris, 1900, pp. 191-199<br />
[30] L. Aerts, Éléments pratiques de la résistance<br />
des matériaux, Aug. Fonteyn, Louvain, 1886,<br />
pp. 1-27<br />
[31] J.L. Rumpf, Riveted and bolted connections,<br />
in: Structural Steel Design, Tall L., S. Beedle<br />
L. et V. Galambos T. (éds), New York, The<br />
Ronald Press, 1964, pp. 556-600<br />
[32] G. Nicol, Ship constructions and calculations,<br />
Brown, Son & Ferguson, Glasgow,<br />
1942 (réimprimé en 1952)
Leen Lauriks<br />
Ine Wouters<br />
Jan Belis<br />
Quentin Collette<br />
Lap shear tests on adhesive bonds<br />
of historic iron and mild steel<br />
Putty has been used for ages to seal the connection between glass<br />
plates and glazing bars in window frames or iron and glass roofs.<br />
Nowadays, putty can be replaced by adhesive, to make the two<br />
materials structurally work together. To gain insight in the structural<br />
behaviour, this article examines the magnitude of the stresses that<br />
can be transmitted between glass panels and historic iron which<br />
are bonded with modern adhesive.<br />
Experiments on single-lap joints were carried out to determine<br />
the influence of parameters, specific for renovation, on the shear<br />
strength. The material of the substrate (modern construction<br />
steel/19 th century mild steel), its surface roughness (obtained by<br />
grit blasting) and its treatment (application of zinc-phosphate epoxy<br />
paint) were tested. All substrates were bonded with an MS polymer<br />
adhesive. The experiments demonstrated that a variation in<br />
surface roughness has a small effect on the average shear strength,<br />
which is positive for the renovation practice. However, the time<br />
period between grit blasting and bonding/applying a paint layer<br />
seemed crucial.<br />
Scherversuche an einschnittigen Klebverbindungen von historischen<br />
Eisenwerkstoffen und Flussstahl. Seit jeher war Fensterkitt<br />
das Material der zur Abdichtung des Übergangs zwischen Glasscheiben<br />
und Sprossen in Fensterrahmen oder eisernen Glasdachkonstruktionen.<br />
Heutzutage kann Kitt durch Klebstoffe ersetzt werden,<br />
um ein strukturelles Zusammenwirken der beiden Werkstoffe<br />
zu erreichen. Um Erkenntnisse über das Tragverhalten zu gewinnen,<br />
untersucht der vorliegende Aufsatz die Größe der Kräfte, die<br />
zwischen Glasscheiben und historischen Eisenwerkstoffen übertragen<br />
werden können, die mit einem modernen Klebstoff verbundenen<br />
sind.<br />
Es wurden Untersuchungen an einschnittigen Verbindungen durchgeführt,<br />
um zu ermitteln, welchen Einfluss die für die Ertüchtigung<br />
relevanten Parameter auf die Scherfestigkeit haben. Geprüft wurden<br />
Eisen- bzw. Stahlwerkstoffe (moderner Baustahl/Flussstahl aus<br />
dem 19. Jahrhundert), deren Oberflächenrauheit (durch Sandstrahlen<br />
erzielt) und Vorbehandlung (Auftrag von Zinkphosphat-Epoxidharz-Grundierung).<br />
Alle Eisen- bzw. Stahlwerkstoffe wurden mit einem<br />
MS-Polymer-Klebstoff verklebt. Die Versuche ergaben, dass<br />
der Grad der Oberflächenrauheit die durchschnittliche Scher festig -<br />
keit nur geringfügig beeinflusst, ein positives Ergebnis im Hinblick<br />
auf die Ertüchtigungspraxis. Entscheidend ist dagegen offenbar die<br />
Zeitspanne zwischen Sandstrahlen und Kleben/Grundieren.<br />
1 Introduction<br />
Nowadays, many of the glass covered iron and steel frames<br />
from the 19 th and 20 th century need a renovation. During<br />
rehabilitation, the deteriorated construction needs to be<br />
adapted to meet present standards of safety, comfort and<br />
structural integrity. When renovating these structures, discussions<br />
arise whether to replace the single glass and whether<br />
to strengthen the iron or steel frame (Fig. 1).<br />
When recalculating, the iron or steel frame is modelled<br />
as the load bearing structure while the glass panels are<br />
considered to be dead load. However, glass already proved<br />
to have structural capacities [1], [2]. Incorporating the glass<br />
panels in the numerical model of 19 th and 20 th century<br />
structures will contribute to a more realistic numerical<br />
model of the existing constructions.<br />
An extensive literature study of 19 th century course<br />
books and manuals was carried out to gain insight in the<br />
evolution of construction techniques and in the detailing of<br />
connections during the 19 th century [3]. Apparently, three<br />
types of connections were used to fix glass plates to iron<br />
glazing bars during the 19 th and beginning of the 20 th century<br />
in Belgium (Fig. 2). The most common connection type<br />
for glass roofs proofed to be an iron glazing bar shaped as<br />
a simple T-section carrying glass plates of 4 mm thickness<br />
and sealed with putty.<br />
2 Research objectives<br />
Fachthemen<br />
DOI: 10.1002/stab.201101439<br />
If the glass panels and the iron frame must structurally<br />
work together, these two materials have to be bonded in<br />
Fig. 1. Glass roof covering<br />
the <strong>Brussel</strong>s<br />
Saint-Hubertus galleries,<br />
designed by J. P.<br />
Cluysenaar in 1847<br />
Bild 1. Glasdachkonstruktion<br />
der 1847<br />
von J. P. Cluysenaar<br />
gebauten St.-Hubertus-Galerie<br />
in Brüssel<br />
© Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Stahlbau 80 (2011), Heft 6<br />
413
L. Lauriks/I. Wouters/J. Belis/Q. Collette · Lap shear tests on adhesive bonds of historic iron and mild steel<br />
Fig. 2. Connection details during the 19th century: (left)<br />
simple T-shaped iron glazing bar (middle) elaborate T-shaped<br />
iron glazing bar with small gutters (right) special section<br />
system<br />
Bild 2. Anschlussdetails aus dem 19. Jahrhundert: (links) einfache<br />
T-Profil-Sprosse aus Eisen, (Mitte) komplexere T-Profil-<br />
Sprosse aus Eisen mit kleinen Ablaufrinnen, (rechts) System<br />
mit Spezialquerschnitt<br />
such a way that loads can be transferred. In the 19 th century<br />
joints (Fig. 2), the glass plates were sealed to the iron<br />
glazing bar by putty. When replacing this putty by a structural<br />
adhesive, it is possible to transfer forces between the<br />
iron and the glass.<br />
Two loading conditions can be defined when looking<br />
at 19 th century iron and glass roofs. More specifically, the<br />
glass plates can be loaded in plane (when acting as bracing<br />
elements for the iron frame) or out of plane (when resisting<br />
loads such as wind and snow loads). Glass as a material<br />
does resist better to compression than to bending due to<br />
the limited tension strength of glass. Therefore, the structural<br />
contribution of the glass plates to the iron frame will<br />
be most efficient when the glass plates are loaded in compression,<br />
i.e. when loaded in plane. When the glass plates<br />
work as bracing elements in between the iron frame, the<br />
adhesive area at the flange of the T-section (Fig. 2 left) will<br />
be loaded in shear. Consequently, single-lap shear tests are<br />
the proper method for determining the adhesion parameters<br />
that are of importance for this connection detail.<br />
Manufacturers of modern adhesives provide technical<br />
data sheets on the material characteristics. The data are<br />
valid when the adhesive bond is applied under ideal circumstances<br />
(with regard to the surface preparation, the<br />
temperature and relative humidity, the bond line thickness,<br />
etc.). Although these conditions can easily be attained in a<br />
workshop, when renovating a historic structure on-site the<br />
circumstances differ. Thus, we need information about the<br />
influence of surface imperfections and corrosion treatments.<br />
The influence of three surface conditions (Fig. 3) on<br />
the adherence behaviour was investigated in collaboration<br />
with the Laboratory for Research on Structural Models of<br />
Ghent University:<br />
– a non-ideal surface due to on-site removal of corrosion and<br />
paint layers (with roughness and cleanliness deviations)<br />
– the presence of coatings and paints necessary for corrosion<br />
protection<br />
– replacing modern steel by 19 th century mild steel<br />
Many researchers focused on the influence of the substrate<br />
roughness on adhesion and adhesives (for an overview see<br />
Chaudhury [4], for a theoretical approach see Petrie [5]).<br />
As the researchers used different substrates, adhesives and<br />
joint geometries, one can not conclude whether the joint<br />
strength increases with increasing adherend surface roughness<br />
obtained by mechanical treatment. Moreover, literature<br />
demonstrates that it is difficult to isolate the influence<br />
of one specific parameter on the joint strength, as the sur-<br />
414<br />
Stahlbau 80 (2011), Heft 6<br />
Fig. 3. Deviations from ideal adhesive bond circumstances<br />
under investigation<br />
Bild 3. Untersuchte Abweichungen von den Idealbedingungen<br />
für eine Verklebung<br />
face chemistry of substrates, the surface tension of substrates<br />
and the surface treatment of substrates are interacting.<br />
Furthermore, the majority of the published research<br />
focused on lower values of roughness. Therefore it is important<br />
to perform single-lap shear tests on actual materials<br />
and apply surface preparation methods used in practice<br />
when renovating 19 th century iron or steel structures.<br />
3 Materials<br />
When a 19 th century iron or steel structure is renovated, the<br />
metal is (nearly always) grit blasted to remove the paint<br />
layer and, if present (depending on the maintenance carried<br />
out), also the oxide layers. Very soon after being grit blasted,<br />
iron oxides start to form at the interface. Consequently, it is<br />
important to protect the iron as quickly as possible with a<br />
paint layer (for common renovations) or to apply the adhesive<br />
bond (in case the iron is to be adhesively bonded).<br />
3.1 Steel and mild steel substrates<br />
The substrates of the specimens (Table 1) were manufactured<br />
out of two sorts of metal. Three sample sets were made of<br />
modern construction steel, namely S235 (with a yield stress<br />
of 235 MPa and a Young’s modulus of 210 GPa). The two<br />
other sample sets were made of mild (ingot) steel (with a<br />
yield stress of 353 MPa and a Young’s modulus of 199 GPa),<br />
cut out of a recycled I-section dating from 1905 [6].<br />
The roughness of the specimens was adjusted taking in<br />
account the adhesion of the paint layer to the mild steel. The<br />
best adhesion is obtained when the substrate has a surface<br />
roughness R a of about 10 μm [7], defined as the arithmetic<br />
average of the absolute values of the profile height deviations<br />
recorded within the evaluation length and measured from the<br />
mean line. To be able to investigate the influence of the roughness,<br />
two other roughness values were picked for the experiments:<br />
a very low (for ground and grit blasted iron) and an<br />
intermediate roughness value, respectively 1 μm and 5 μm.<br />
3.2 Paint layer on 19 th century mild steel<br />
The paint layer was a two-component epoxy zinc phosphate<br />
primer E81 of Aalterpaint NV [8]. The paint was tested by<br />
Aalterpaint NV for its adherence to steel: it reaches a pulloff<br />
resistance of up to 10 N/mm 2 . The hardener is poly -<br />
amide, which improves the wetting of and so the adherence<br />
to the historic mild steel. The zinc phosphate makes<br />
the paint applicable on surfaces prepared by grit blasting
Table 1. Matrix of sample series<br />
Tabelle 1. Matrix der Prüfmusterserien<br />
as well as by scraping and brushing with mechanical or<br />
hand tools. The selected paint layer is dry for overcoating<br />
or adhesive bonding after 12 hours to 7 days. Epoxy paint<br />
layers are widely used in renovation projects. Most of the<br />
time, a polyurethane top coat is applied after all other<br />
treatments to ensure an excellent durability.<br />
3.3 Adhesive<br />
The adhesive should meet the following parameters:<br />
1. a low E-modulus because a numerical simulation of a<br />
small-scale prototype indicated that a small stiffness already<br />
had a significant influence on the structural performance<br />
of a set of glass plates connected to load-bearing<br />
mild steel sections (according to Vrenken [9], an<br />
adhesive with a low E-modulus also avoids stress concentrations<br />
on the glass plates and is less dependent on<br />
the surface conditions of the substrates)<br />
2. the capability to be painted<br />
3. a good filling capacity needed because of the higher dimensional<br />
tolerances when dealing with 19 th century<br />
iron structures<br />
4. a good weather resistance<br />
5. the capability to follow different thermal dilatations of<br />
iron and glass<br />
6. the compatbility with epoxy resin paints<br />
7. a glass transition temperature as high as possible (rising<br />
temperatures in glass roofs)<br />
An MS polymer adhesive (silyl-terminated polyether) was<br />
selected because of its low E-modulus with relatively good<br />
structural performance, good paintability and its good<br />
weather resistance and durability (except for UV). MS<br />
polymers (just as e. g. methacrylates, silicones, etc.) are<br />
also known for their lower sensitivity to surface conditions.<br />
The adhesive HQ Bond 4.5 from HQ Bonding B.V.<br />
was used for the experiments [10]. This recently developed<br />
adhesive was tested in 2010 in shear, tension and creep by<br />
TNO [11], [12], [13].<br />
4 Methods<br />
4.1 Specimen manufacture<br />
The metal specimens were sawn out of modern steel plates<br />
to obtain 5 mm thick (d), 80 mm wide (l) and 270 mm long<br />
(B) strips (Fig. 4). The strips taken out of the mild steel I-sec-<br />
L. Lauriks/I. Wouters/J. Belis/Q. Collette · Lap shear tests on adhesive bonds of historic iron and mild steel<br />
general surface roughness metal substrate paint<br />
number of low inter- high modern 19 th without with<br />
samples mediate steel century paint paint<br />
mild steel<br />
S235 — Sa0 (*) 10 x x x<br />
S235 — Sa1 (*) 10 x x x<br />
S235 — Sa3 (*) 10 x x x<br />
MS — unpainted (**) 6 x x x<br />
MS — painted (**) 6 x x x<br />
*(*) the Sa classification describes the preparation grades of steel surfaces defined by the European standard<br />
ISO 8501-1:2007 (see paragraph 4.1)<br />
(**) in the nomenclature of the sample series, MS stands for “mild steel”<br />
tion were 175 mm long. Subsequently the modern steel samples<br />
were grit blasted to give the surfaces three different<br />
roughness values. The 19 th century mild steel strips were grit<br />
blasted to obtain a high roughness and one pair of strips was<br />
painted. Then all sample pairs were adhesively bonded with<br />
the MS polymer adhesive. Before the grit blasting, before the<br />
painting and again before applying the adhesive, the samples<br />
were cleaned with a clean cloth dipped in isopropanol. After<br />
the adhesive cured for at least 28 days, the samples were cut<br />
in individual test specimens with a width b of 25 mm (Fig. 4)<br />
by water jet cutting. Some of the dimensional tolerances of<br />
the water jet cut samples are illustrated in Figure 5. The resulting<br />
sample sets are depicted in Figure 6.<br />
Due to the rarity of the 19 th century mild steel sections,<br />
there were only six samples of these series per tested<br />
parameter (with or without paint) (Table 2).<br />
The surface preparation of the substrates was carried<br />
out at a grit blasting workshop. The aimed roughness values<br />
Fig. 4. Specimen geometry<br />
Bild 4. Prüfmustergeometrie<br />
Fig. 5. Geometrical imperfections due to water jet cutting:<br />
(left) taper form; (right) deformed cut line<br />
Bild 5. Durch das Wasserstrahlschneiden bedingte geometrische<br />
Ungenauigkeiten: (links) Verjüngung, (rechts) deformierte<br />
Schnittlinie<br />
Stahlbau 80 (2011), Heft 6<br />
415
L. Lauriks/I. Wouters/J. Belis/Q. Collette · Lap shear tests on adhesive bonds of historic iron and mild steel<br />
Table 2. Geometry of specimens<br />
Tabelle 2. Prüfmustergeometrie<br />
were communicated to the skilled worker by preparation<br />
grades of steel surfaces defined by the European standard<br />
ISO 8501-1 [14]. Sa3 was used for a roughness value R a of<br />
circa 10 μm (S235 – Sa3) and Sa1 for R a of circa 5 μm<br />
(S235 – Sa1). Both preparation grades were obtained by<br />
blasting with a steel grit. The lowest roughness was obtained<br />
by blasting with sand grit and was named by a<br />
preparation grade Sa0 (S235 – Sa0).<br />
Subsequently, the adhesive bonding of the modern<br />
steel substrates was carried out 4.5 hours after the grit<br />
blasting. Next, the surface roughness measurements were<br />
done after the adhesive had cured for circa one month. In<br />
detail, the measurements were performed by a contact stylus<br />
profiler Dektak 8 of Veeco. The resulting averages and<br />
standard deviations of R a are illustrated in Figure 7 and<br />
summarized in Table 2. The sample series grit blasted to<br />
Sa3 (S235 – Sa3, MS – unpainted and MS-painted) have a<br />
roughness value R a between 10 and 12.5 μm, corresponding<br />
to the aimed roughness value determined in paragraph 3.1.<br />
Finally, the paint layer was put on the substrates with<br />
a brush, as thin as possible. It was applied to one sample<br />
set of the 19 th century mild steel (MS – painted), four hours<br />
after the grit blasting was carried out. The adhesive bonding<br />
of the painted 19 th century mild steel was performed<br />
416<br />
Stahlbau 80 (2011), Heft 6<br />
number average average average average<br />
of width overlap thick- roughsamples<br />
ness ness<br />
b l a d a R a<br />
mm mm mm μm<br />
S235 — Sa0 15 24.97 7.97 1.765 13.91<br />
S235 — Sa1 10 24.59 8.87 1.766 18.45<br />
S235 — Sa3 10 24.64 7.92 1.619 12.20<br />
MS — unpainted 16 24.88 8.70 1.745 10.28<br />
MS — painted 16 24.71 8.78 1.757 10.29<br />
Fig. 6. Sample series: (left) from top to bottom: S235 – Sa1,<br />
S235 – Sa0 and S235 – Sa3 (right) from top to bottom: MS –<br />
unpainted and MS – painted<br />
Bild 6. Prüfmusterserien: (links) von oben nach unten: S235 –<br />
Sa1, S235 – Sa0 und S235 – Sa3, (rechts) von oben nach unten:<br />
Flussstahl – nicht grundiert und Flussstahl – grundiert<br />
Fig. 7. Roughness measurements on sample sets<br />
Bild 7. Rauheitsmessungen an den Prüfmustersätzen<br />
72 hours after painting. The unpainted 19 th century mild<br />
steel (MS – unpainted) was adhesively bonded at the same<br />
time, so 76 hours after being grit blasted. The average paint<br />
layer thickness, measured with a coating thickness gauge<br />
after curing of the adhesive, was 43.8 μm with a standard<br />
deviation of 4.8 μm.<br />
4.2 Lap shear tests<br />
The single-lap shear tests were performed with a Zwick<br />
250 kN universal electromechanical test machine (Fig. 8).<br />
The grips were designed to be adjustable so that the loading<br />
is put centric on the adhesive bond. All tests were performed<br />
at a temperature of 22.2 °C and at 50 % relative<br />
humidity. From sample series S235 – Sa0, the results of five<br />
out of ten samples were excluded because of asymmetric<br />
loading due to slipping of the grips. This high loss of samples<br />
is to be taken into account in the statistical interpretation<br />
of the results of the experiments.<br />
5 Results<br />
The results of the lap shear tests are summarized in Table 3.<br />
All specimens failed adhesively (Fig. 9). The bare part of one<br />
face of the strip is a complement of the bare part of the<br />
other, thus indicating a failure path that fluctuated between<br />
the interfaces. With the naked eye some (black) spots of<br />
left adhesive can be observed (most notable at the S235 –<br />
Sa1 and S235 – Sa3 sample series), suggesting the adhesive<br />
Fig. 8. Single-lap shear<br />
test with Zwick 250 kN<br />
universal electro me cha -<br />
nical test machine<br />
Bild 8. Bestimmung der<br />
Scherfestigkeit der einschnittigenKlebeverbindung<br />
mit einer elektromechanischenUniversalprüfmaschine<br />
der Fa.<br />
Zwick (250 kN)
Fig. 9. Adhesive failure of sample series<br />
Bild 9. Klebstoffversagen bei den Prüfmusterserien<br />
Table 3. Shear strength from lap shear tests<br />
Tabelle 3. Scherfestigkeit gemäß den Versuchen an einschnittigen<br />
Klebeverbindungen<br />
shear strength standard<br />
τ gem N/mm 2 deviation N/mm 2<br />
S235 — Sa0 2,75 0,10<br />
S235 — Sa1 2,82 0,23<br />
S235 — Sa3 2,91 0,17<br />
MS — unpainted 2,46 0,13<br />
MS — painted 2,76 0,31<br />
was not pulled out of the valleys of the surface profile.<br />
Subsequently, SEM (scanning electron microscope) analysis<br />
of sample series S235 – Sa3 and MS – unpainted revealed<br />
that a very thin layer of adhesive was left at the entire failure<br />
surface. The magnitude of the obtained shear strengths<br />
comply with the actual stresses occurring in the connections<br />
of 19 th century iron and glass roofs.<br />
5.1 Influence of the surface roughness<br />
Three sample series of modern construction steel S235<br />
were grit blasted to reach different roughness values R a.<br />
The different surface profiles measured with the stylus are<br />
depicted in Figure 10. The average shear strength (and the<br />
standard deviations) of the S235 samples in relation to the<br />
roughness R a is displayed in Figure 11.<br />
The average shear strength of the modern construction<br />
steel increased with increasing roughness. A statistical<br />
analysis was carried out to investigate this influence to be<br />
relevant or not, taking into account the limited number of<br />
test samples. A 95 % confidence interval on the difference<br />
in means was calculated [15]. This analysis showed that<br />
the difference in average shear strength between S235 –<br />
Sa0 and S235 – Sa3 (lowest and highest roughness) is relevant.<br />
The difference of these two series with S235 – Sa1<br />
(intermediate roughness) is not relevant.<br />
However, the effect of increasing shear strength with<br />
increasing substrate roughness was very small. An increase of<br />
the roughness R a of 300 % (from 3.91 ± 0.40 μm to 12.20 ±<br />
0.74 μm) increased the average lap shear strength with only<br />
5 % (from 2.75 ± 0.10 N/mm 2 to 2.91 ± 0.17 N/mm 2 ). This<br />
result is positive for renovation works, as the accuracy of<br />
the obtained roughness is rather poor, when grit blasting is<br />
applied on-site in difficult execution circumstances.<br />
5.2 Influence of substrate material<br />
The shear strengths for the S235 samples and the unpainted<br />
mild steel sample in relation to the roughness are illustrated<br />
L. Lauriks/I. Wouters/J. Belis/Q. Collette · Lap shear tests on adhesive bonds of historic iron and mild steel<br />
Fig. 10. Surface profiles of series S235 – Sa0 (top), series<br />
S235 – Sa1 (middle) and series S235 – Sa3 (bottom)<br />
Bild 10. Oberflächenprofile der Serie S235 – Sa0 (oben),<br />
Serie S235 – Sa1 (Mitte) und Serie S235 – Sa3 (unten)<br />
Fig. 11. Roughness influence graph on modern construction<br />
steel and 19th century unpainted mild steel<br />
Bild 11. Diagramm zum Einfluss der Rauheit bei modernem<br />
Baustahl und nicht grundiertem Flussstahl aus dem<br />
19. Jahrhundert<br />
in Figure 11. The average shear strength of the unpainted<br />
mild steel was significantly lower than the average shear<br />
strength from the S235 sample series.<br />
The unpainted mild steel plates were only adhesively<br />
bonded 76 hours after being grit blasted, thus giving enough<br />
time for the oxides to develop and form a weak boundary<br />
layer. Rogers states that the maximum allowable time between<br />
the surface preparation and bonding of the metal<br />
Stahlbau 80 (2011), Heft 6<br />
417
L. Lauriks/I. Wouters/J. Belis/Q. Collette · Lap shear tests on adhesive bonds of historic iron and mild steel<br />
substrates for sandblasted steel is four hours [16]. This time<br />
period is only just exceeded for the adhesive bonding of the<br />
modern construction steel (4.5 h), in accordance to the<br />
ideal conditions described by adhesive manufacturers, but<br />
the unpainted mild steel has gone well over this period of<br />
time. This can be an explanation of the low average shear<br />
strength of the unpainted mild steel samples. The SEM<br />
analysis of the failure surfaces could not confirm this, because<br />
of the very thin layer of adhesive left on the surface.<br />
Further analysis is needed to be able to confirm this theory.<br />
5.3 Influence of paint layer<br />
The painted mild steel samples (MS – painted) were reaching<br />
nearly the same average shear strength as the modern<br />
construction steel samples (table 3). The two-component<br />
epoxy paint layer did not form a weak boundary layer for the<br />
adhesion of the MS polymer adhesive. The painted samples<br />
also failed adhesively on the surface between paint layer and<br />
adhesive, so the paint layer thickness had no influence on<br />
the shear strength.<br />
Improvements in paint layers can play an important<br />
role in increasing the shear strength of the connection.<br />
The research on corrosion protection primers and paints,<br />
developed to increase the adhesion for structural adhesive<br />
bonding on steel (e. g. 3M Scotch-Weld EC-1945 B/A) will<br />
be interesting for future applications in 19 th century iron<br />
and glass roofs.<br />
6 Conclusions<br />
The single-lap shear tests delivered insights which are useful<br />
for the renovation practice.<br />
When grit blasting has to be executed on-site, the accuracy<br />
of the obtained roughness is relatively poor. After grit<br />
blasting, the bare metal has to be protected for corrosion<br />
by a paint layer. The single-lap shear tests indicated that these<br />
two parameters only had a minor or no influence on the<br />
average shear strength. This means that neither the substrate<br />
roughness nor the paint layer are a decisive parameter.<br />
Although it was not stated as a parameter in the beginning<br />
of the tests, the speed of applying the adhesive bond<br />
on the bare grit blasted surface, indicated to be very important.<br />
The average shear strength of the modern construction<br />
steel samples (adhesively bonded 4.5 hours after grit blasting)<br />
and 19 th century mild steel samples (adhesively bonded 76<br />
hours after grit blasting) were significantly different. The<br />
oxide layer that has been formed on the surface of the unpainted<br />
mild steel probably caused a weak boundary layer<br />
and bond failure. More research is needed to examine the<br />
influence of the time period between surface preparation<br />
and application of the adhesive bond. However, it is already<br />
clear that a short time period, difficult to reach in on-site<br />
circumstances, can be a decisive factor.<br />
Acknowledgements<br />
This work was funded by the Agency for Innovation by<br />
Science and Technology in Flanders (IWT). The specimen<br />
manufacture was done in collaboration with the Department<br />
of Mechanics of Materials and Constructions (MEMC)<br />
of the <strong>Vrije</strong> <strong>Universiteit</strong> <strong>Brussel</strong>. Baeck & Jansen NV made<br />
418<br />
Stahlbau 80 (2011), Heft 6<br />
the grit blasting possible and Aalterpaint NV delivered the<br />
paint. Johan Sevenants from NMBS Holding and Geert Uvin<br />
from Aalterpaint helped in selecting the paint for the experiments.<br />
The authors would like to thank Heidi Ottevaere<br />
(TONA), Iris De Graeve, Marnix De Pauw and Marc Raes<br />
(SURF) from the <strong>Vrije</strong> <strong>Universiteit</strong> <strong>Brussel</strong> for the roughness<br />
and SEM analyses. Finally the authors are grateful to<br />
the Adhesion Institute of TU Delft (Netherlands) and Bas<br />
Out personally for carrying out the lap shear tests.<br />
Literature<br />
[1] Blandini, L.: PhD thesis: Structural use of adhesives in<br />
glass shells. Stuttgart: Verlag Grauer 2005.<br />
[2] Veer, F. A., Wurm, J., Hobbelman, G. J.: The design, construction<br />
and validation of a structural glass dome. Proceedings of<br />
the Glass Processing Days (2003), poster 12.<br />
[3] Lauriks, L., Wouters, I., de Bouw, M.: Glass in roofs. Study<br />
of 19th century literature on building technology. WTA Report<br />
Series: Building materials and building technology to<br />
preserve the built heritage (2009), pp. 83–98.<br />
[4] Chaudhury, M., Pocius, A. V.: Adhesion science and engineer -<br />
ing – part 2: Surfaces, chemistry and applications. Amsterdam:<br />
Elsevier 2002, pp. 317–349.<br />
[5] Petrie, E. M.: Handbook of adhesives and sealants. New<br />
York: McGraw Hill 2007, pp. 65–66.<br />
[6] de Bouw, M.: <strong>Brussel</strong>s Models Schools – Structural analysis<br />
of the metal roof trusses. PhD thesis, <strong>Vrije</strong> <strong>Universiteit</strong> <strong>Brussel</strong>,<br />
2010.<br />
[7] Berendsen, A. M.: Marine Painting Manual. London: Graham<br />
& Trotman 1989, 306 pp.<br />
[8] Aalterpaint N. V.: Apecoat primer E81. Technical data sheet.<br />
[9] Vrenken, J.: De invloed van de E-modulus op de sterkte van<br />
gelijmde overlapverbindingen. Constructeur 45 (2006), Issue 6,<br />
pp. 24–28.<br />
[10] HQ Bonding: HQ Bond 4.5. Technical data sheet.<br />
[11] Botter, H., van Straalen, IJ. J.: Afschuifsterkte van de lijmsystemen<br />
HQ Bond 3,0 (wit) en HQ Bond 4,5 (zwart). Report<br />
TNO-034-DTM-2010-02991, Delft: TNO 2010, not published.<br />
[12] Botter, H., van Straalen, IJ. J.: Bepaling kruipgedrag in afschuiving<br />
van de lijmsystemen HQ Bond 3,0 (wit) en HQ<br />
Bond 4,5 (zwart). Report 034-DTM-2010-04134, Delft: TNO<br />
2010, not published.<br />
[13] Botter, H., van Straalen, IJ. J.: Treksterkte van het lijmsysteem<br />
HQ Bond 4,5 (zwart). Report TNO-034-DTM-2010-02995,<br />
Delft: TNO 2010, not published.<br />
[14] EN ISO 8501-1: 2007: Preparation of steel substrates before<br />
application of paints and related products – Visual assessment<br />
of surface cleanliness – Part 1: Rust grades and preparation<br />
grades of uncoated steel substrates and of steel substrates after<br />
overall removal of previous coatings. European Standard 2007.<br />
[15] Montgomery, D. C., Runger, G. C., Hubele, N. F.: Engineering<br />
statistics. Chichester: Wiley 2001, pp. 235.<br />
[16] Rogers, N. L.: Surface preparation of metals. Bodnar, M. J.<br />
(ed.), Structural adhesive bonding. New York: Interscience<br />
1966, pp. 327–340.<br />
Authors:<br />
Ir.-arch. Lauriks Leen, Leen.Lauriks@vub.ac.be<br />
Ir.-arch. Collette Quentin, Quentin.Collette@vub.ac.be<br />
Prof. dr. ir.-arch. Wouters Ine, Ine.Wouters@vub.ac.be<br />
Department of Architectural Engineering, <strong>Vrije</strong> <strong>Universiteit</strong> <strong>Brussel</strong>,<br />
Pleinlaan 2, 1050 <strong>Brussel</strong>, Belgien<br />
Prof. dr. ir.-arch. Belis Jan, Jan.Belis@UGent.be<br />
Laboratory for Research on Structural Models,<br />
Ghent University, Technologiepark Zwijnaarde 904, 9052 Zwijnaarde,<br />
Belgien
Towards a non-destructive methodology to<br />
distinguish wrought iron from mild steel<br />
in 19 th century structures<br />
I. Wouters 1 , I. De Graeve 2 , D. Van de Velde 1 ,<br />
M. de Bouw 3,4 & Q. Collette 1<br />
1 <strong>Vrije</strong> <strong>Universiteit</strong> <strong>Brussel</strong>,<br />
Department of Architectural Engineering, Belgium<br />
2 <strong>Vrije</strong> <strong>Universiteit</strong> <strong>Brussel</strong>,<br />
Research Group Electrochemical and Surface Engineering, Belgium<br />
3 Artesis University College Antwerp, Department of Architectural<br />
Sciences – Conservation of Monuments and Sites, Belgium<br />
4 Belgian Building Research Institute, Lab of Renovation, Belgium<br />
Abstract<br />
Structural Repairs and Maintenance of Heritage Architecture XII 285<br />
During the 19 th century various new construction materials became available in a<br />
short time. This paper deals with the quest for a methodology to differentiate<br />
wrought iron from mild steel by using a combination of several onsite nondestructive<br />
testing instruments. A mobile Vickers hardness tester and an optical<br />
microscope were used to determine the hardness and analyze the microstructure<br />
after onsite polishing and nital etching of historic wrought iron and mild steel<br />
structures. The historic specimens were also tested in a destructive way (tensile<br />
test) to obtain values for the mechanical properties and relate these values to the<br />
NDT results. Although the hardness measurements showed very large scatter, a<br />
trend in the measurements could be defined: large variations in local hardness<br />
measurements are a clear indication of wrought iron, which can be explained by<br />
the inhomogeneous micro-structure. Low variation in hardness is typical for mild<br />
steel. In the latter case a conversion from hardness to tensile strength is possible.<br />
The obtained dataset, coming from different Belgian structures dating from 1895<br />
to 1905, is compared to datasets originating from the UK and US in order to<br />
position the Belgian historical iron alloys within a larger international context.<br />
Keywords: hardness test, wrought iron, mild steel, metallography, NDT.<br />
WIT Transactions on The Built Environment, Vol 118, © 2011 WIT Press<br />
www.witpress.com, ISSN 1743-3509 (on-line)<br />
doi:10.2495/ STR110241
286 Structural Repairs and Maintenance of Heritage Architecture XII<br />
1 Introduction<br />
During the second half of the 19 th century various new construction materials<br />
became available in a short time. Engineers first applied cast iron to create<br />
slender structures, mostly in compression. Around 1860 they turned to wrought<br />
iron and from 1880 onwards to mild steel.<br />
Where cast iron can easily be distinguished with the naked eye due to its form<br />
and surface structure, the difference between sound wrought iron and mild steel<br />
is not visible as the same techniques were used to roll sections into their final<br />
form. However, when focusing on the production process, the microstructure and<br />
the mechanical properties, wrought iron and mild steel are clearly two different<br />
products and one should take this difference into account when renovating<br />
structures.<br />
Previous research [1] has indicated that using the terminology ‘wrought iron’<br />
and ‘mild steel’ is confusing. In this paper we will talk about weld iron/steel<br />
when we refer to the inhomogeneous fibrous product that has been produced by<br />
the puddling, the reverberatory, the dansk or the rotary furnace. We will talk<br />
about ingot iron/steel when we refer to the homogeneous product that comes out<br />
of the Bessemer/Siemens Martin or Thomas converter.<br />
1.1 Weld Iron/steel<br />
Weld iron/steel has a layered structure. It is composed of thin layers of almost<br />
pure iron with thin threads of slag in between. The large slag elements,<br />
sometimes visible with the naked eye, are squeezed into tubes due to the rolling<br />
process. The orientation of the slag in weld iron/steel causes different<br />
characteristics in the transverse and longitudinal direction. The strength in the<br />
longitudinal direction of a bar is on average 7 to 10 percent higher than in the<br />
transverse [2, 3]. Analysis of historical test data and modern tests on historical<br />
samples show that the variation of mechanical properties (tensile strength,<br />
ductility, toughness, elongation) is quite high between structural sections and<br />
even within a single section [4, 5]. Weld iron/steel can be weak or strong (tensile<br />
strength 140 – 530 MPa), brittle or ductile (elongation between 1 and 36<br />
percent).<br />
1.2 Ingot iron/steel<br />
Ingot iron/steel has been heated to a liquid form during the manufacturing<br />
process. It has undergone fusion leading to a homogeneous structure. Ingot<br />
iron/steel has a more consistent microstructure then weld iron/steel. The<br />
impurities or inclusions in the steel are much smaller and more distributed.<br />
2 Test set-up<br />
In general, when renovating a metal structure, a sample is taken from the<br />
structure and tested in a destructive way. As it is not always possible or desirable<br />
WIT Transactions on The Built Environment, Vol 118, © 2011 WIT Press<br />
www.witpress.com, ISSN 1743-3509 (on-line)
to remove samples from a structure, we investigate what kind of information<br />
non-destructive tests can deliver. Nowadays onsite chemical analysis, hardness<br />
tests, and metallography are possible. This paper examines the use of a nondestructive<br />
hardness tester as well as metallographic analysis.<br />
As the results obtained by non-destructive testing have to be evaluated with<br />
the real material characteristics, the samples were also tested in a destructive<br />
way. Five samples from structural elements (I- and U sections, plates) were<br />
recuperated from renovated Belgian buildings dating from 1895-1905.<br />
2.1 Destructive testing<br />
Tensile testing coupons were machined from the structural elements, according<br />
to EN10 002-1, to determine the strength and ductility.<br />
Table 1: Mean values of the Young’s modulus, yield tress, ultimate tensile<br />
strength, strain, area reduction and Poisson’s ratio for five historic<br />
samples determined by tensile tests.<br />
Samples<br />
Ultimate<br />
Young Yield tensile<br />
Area Poisson’s<br />
modulus stress strength Strain reduction ratio<br />
[GPa]<br />
Ingot-procedure:<br />
[MPa] [MPa] [%] [%] [-]<br />
1/1895/I 197 278 391 31 61 -0,28<br />
2/1895/U 200 334 452 24 47 -0,26<br />
3/1905/I 199 353 469 27 57 -0,27<br />
Weld-procedure:<br />
4/1903/- 184 306 380 20 29 -0,29<br />
5/1903/- 190 305 371 17 26 -0,29<br />
Remark: ‘2/1895/U’ refers to sample 2 cut out a U-section from a 1895 building<br />
2.2 Metallography<br />
Structural Repairs and Maintenance of Heritage Architecture XII 287<br />
To study the microstructure’s grain size and inclusions, the samples were<br />
mechanically polished and nital etched in lab conditions, as preparation for<br />
optical microscopy analysis. To compare this mechanical lab-etching<br />
metallographic procedure to the onsite metallographic sample preparation, onsite<br />
conditions were also imitated in the laboratory. The surfaces of the metal<br />
samples were polished manually by gradually diminishing the grade of wet<br />
(silicon carbide) sandpaper from P#500, P#800, P#1200, P#2400 to P#4000 (see<br />
Figure 1). Subsequently a small area of the polished sample is chemically etched<br />
by dribbling nital on the cleaned surface for 5 minutes.<br />
The same optical microscope was used to study the lab as well as the onsite<br />
samples, but magnifications were limited to values feasible for onsite analysis.<br />
Magnifications of x50, x100 and x200 were applied when analysing the etched<br />
samples. The pictures from the lab etched samples are sharp. The homogeneous<br />
structure of sample 3 refers clearly to the ingot-procedure, whereas the large<br />
WIT Transactions on The Built Environment, Vol 118, © 2011 WIT Press<br />
www.witpress.com, ISSN 1743-3509 (on-line)
288 Structural Repairs and Maintenance of Heritage Architecture XII<br />
Figure 1: Manual polishing of the metal sample (left). Manual nital etching<br />
of a defined area on the metal sample (right).<br />
inclusions, typically elongated in one direction, and the layered structure of<br />
sample 4 refer to the weld-procedure.<br />
Although the pictures of the onsite etched samples are less clear due to higher<br />
surface roughness of the manual polishing, this trend is visible on a scale of 200x<br />
as well as on a scale of 50x, which is possible to apply onsite.<br />
As a consequence, onsite polishing, etching and metallography can be used to<br />
determine whether steel structural elements were produced according to the<br />
weld- or ingot-procedure. The metallography does not give any information<br />
about the strength or ductility of the sample.<br />
2.3 Portable hardness tester<br />
Hardness tests are extensively used in quality control. The measurements are fast<br />
and easy to perform, which make them attractive to use during a renovation<br />
process. For modern steel there is a reasonably accurate correlation between<br />
hardness and tensile strength and conversion tables available, which are based on<br />
numerous tests [6]. The validity of this correlation for historic weld and ingot<br />
iron/steel structures remains to be determined.<br />
Different instruments can be used to measure the hardness. As the<br />
microstructure of the historical metal is heterogeneous, the diameter of the<br />
indentation will influence the measurement. The larger the size of the indenter,<br />
the more average the measured hardness will be, as it is measured on a surface<br />
area containing various microstructural inclusions. Conversely, when smaller<br />
indentations are used, like with a Vickers test, more local hardness information is<br />
obtained, which will reveal influences of local surface differences in<br />
microstructure and enables to reveal a hardness gradient.<br />
The hardness of the five polished samples was determined using three static<br />
hardness testers:<br />
- Rockwell hardness tester, scale B, 500N load, indentation 1/16 inch<br />
steel ball,<br />
- Vickers hardness tester ‘Struers Duramin’, load of 20N during 10s,<br />
- Portable MIC 10 Vickers hardness tester, with 205-A indenter (50N).<br />
On every historic sample 10 hardness measurements were taken for each<br />
hardness test. The loads applied on the metal samples give indentations of about<br />
WIT Transactions on The Built Environment, Vol 118, © 2011 WIT Press<br />
www.witpress.com, ISSN 1743-3509 (on-line)
Sample 3/1905/I<br />
(ingot-procedure)<br />
X50<br />
X200<br />
Sample 4/1903/-<br />
(weld-procedure)<br />
X50<br />
X200<br />
Structural Repairs and Maintenance of Heritage Architecture XII 289<br />
Labo etching Onsite etching<br />
Figure 2: Comparison between the pictures of the metallography<br />
(magnification x50 and x200) from the mechanically (left) and<br />
‘onsite’ (right) polished samples for the ingot (up) and weld (down)<br />
procedure.<br />
150μm with the Vickers tester, 270μm with the portable Vickers tester and<br />
950μm with the Rockwell tester. Figure 3 shows the proportion of the<br />
indentation compared to the slag (50μm).<br />
Table 2, which gives the mean values and the standard deviation of the<br />
hardness measurements, illustrates that the standard deviation is larger for the<br />
samples fabricated according to the weld-procedure. Hence, we can state that<br />
large deviations of the hardness measurements indicate a heterogeneous structure<br />
and point to the weld-procedure, whereas small variations point to the ingotprocedure.<br />
WIT Transactions on The Built Environment, Vol 118, © 2011 WIT Press<br />
www.witpress.com, ISSN 1743-3509 (on-line)
290 Structural Repairs and Maintenance of Heritage Architecture XII<br />
Figure 3: Schematic of the influence of the indentation area of the hardness<br />
testers (left) on the analysed surface of historic ingot iron/steel<br />
(middle) and weld iron/steel (right) with different microstructures.<br />
Table 2: Hardness of the five historic metal samples tested with (portable)<br />
Vickers and Rockwell hardness testers.<br />
Samples Vickers Portable Vickers Rockwell B<br />
HV 20N<br />
HV 50N<br />
HRB 500N<br />
Standard<br />
Standard<br />
Standard<br />
Mean deviation Mean deviation Mean deviation<br />
Ingot-procedure<br />
1/1895/I 127 4 120 9 62 2<br />
2/1895/U 151 8 147 14 74 4<br />
3/1905/I 153 3 129 12 74 1<br />
Weld-procedure<br />
4/1903/- 174 20 210 53 73 7<br />
5/1903/- 124 11 120 44 63 6<br />
The prediction of the ultimate tensile strength for the weld procedure shows<br />
larger variations. Other researchers were confronted with the same conclusions<br />
[4, 5, 8]. Bowman and Piskorowski [5] collected historical data sets of tensile<br />
load tests on wrought iron. Figure 5 plots the ultimate tensile strength of more<br />
than 1500 wrought iron bars, plates and angle iron tested by the English scientist<br />
Kirkaldy and the American Beardslee together with the Belgian specimens data.<br />
To convert the hardness values into ultimate tensile strength, we used<br />
Uconeer [7], which is a program based on an extensive set of experiments on<br />
modern carbon steel and steel alloys, as conversion tables for historic steel do<br />
not exist (yet).<br />
Table 3 indicates that the ultimate tensile strength could be predicted from the<br />
hardness values within a margin of 11% for ingot samples. This might not be<br />
accurate enough for a structural calculation, but will enable engineers to<br />
determine whether the steel qualities of two structural elements are comparable.<br />
Figures 4 and 5 show high variation of the tensile strength and percent<br />
elongation for historic wrought iron. The Belgian specimen show higher tensile<br />
strength but lower ductility, which indicates once again the importance to<br />
determine the mechanical properties when dealing with weld iron/steel.<br />
WIT Transactions on The Built Environment, Vol 118, © 2011 WIT Press<br />
www.witpress.com, ISSN 1743-3509 (on-line)
Table 3: Conversion of hardness to ultimate tensile strength (UTS) and<br />
correlation with tensile test.<br />
Samples<br />
Tensile<br />
test<br />
Vickers<br />
HV 20N<br />
UTS converted from hardness test<br />
Portable<br />
Vickers<br />
HV 50N<br />
Rockwell B<br />
HRB 500N<br />
UTS UTSHV Δ UTSHV Δ UTSRB Δ<br />
[MPa] [MPa] [%] [MPa] [%] [MPa] [%]<br />
Ingot-procedure<br />
1/1895/I 391 418 7 396 1 374 -5<br />
2/1895/U 452 493 8 480 6 441 -3<br />
3/1905/I 469 499 6 424 -11 440 -7<br />
Weld-procedure<br />
4/1903/- 380 565 32 680 44 431 379<br />
5/1903/- 371 408 9 396 6 12 2<br />
Ultimate tensile strenght [MPa]<br />
550<br />
500<br />
450<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
Structural Repairs and Maintenance of Heritage Architecture XII 291<br />
Testsamples<br />
Begian bar 1903 Kirkaldy (bar) Kirkaldy (plate)<br />
Kirkaldy (angle) Beardslee (bar)<br />
Figure 4: Ultimate tensile strength of the Belgian coupons against the historic<br />
dataset on wrought iron by Kirkaldy and Beardslee [5].<br />
WIT Transactions on The Built Environment, Vol 118, © 2011 WIT Press<br />
www.witpress.com, ISSN 1743-3509 (on-line)
292 Structural Repairs and Maintenance of Heritage Architecture XII<br />
Percent elongation [%]<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
Figure 5: Percent elongation of the Belgian coupons against the historic<br />
dataset on wrought iron by Kirkaldy and Beardslee [5].<br />
3 Conclusion<br />
Metallography and a transportable Vickers hardness tester were used to<br />
determine the kind of metal in historic metal structures as well as to predict the<br />
ultimate tensile strength. Comparison with the test results from the destructive<br />
tensile coupons, onsite metallography as well as an onsite hardness tester can be<br />
used to determine whether the structure is of ingot or weld iron/steel. Hardness<br />
tests can be carried out to check whether the different components of a composed<br />
structural element are built up with the same material and the same quality.<br />
If the structure is made out of ingot iron/steel, then the lower and upper<br />
boundary of the ultimate tensile strength can be predicted using the standard<br />
conversion tables. That way, structural engineers have a first indication for their<br />
structural analysis. They have a ‘safe’ value and know the upper limit of the steel<br />
quality. If the structural element needs to be stronger than this upper limit,<br />
additional destructive tests are of no use. If the structural element is weld<br />
iron/steel, additional testing is needed as the material characteristics can fluctuate<br />
between wide limits.<br />
Acknowledgements<br />
Testsamples<br />
Belgian bar 1903 Kirkaldy (bar) Beardslee (bar)<br />
The research is funded by the Research Foundation – Flanders (FWO<br />
Vlaanderen, Belgium). The authors are grateful to Y. Abdelrahman, funded by<br />
Erasmus Mundus.<br />
WIT Transactions on The Built Environment, Vol 118, © 2011 WIT Press<br />
www.witpress.com, ISSN 1743-3509 (on-line)
References<br />
Structural Repairs and Maintenance of Heritage Architecture XII 293<br />
[1] de Bouw, M., Wouters, I., Vereecken, J., et al., Iron and steel varieties in<br />
building industry between 1860 and 1914 – a complex and confusing<br />
situation revolved, Construction and building materials, 23 (8), p. 2775-<br />
2782, 2009<br />
[2] Gordon, R.B., Knopf, R., Evaluation of Wrought Iron for Continued Service<br />
in Historic Bridges, Journal of materials in Civil Engineering, p. 393-399,<br />
2005.<br />
[3] Swailes, T., Guide for Practitioners. Scottish Iron Structures, Historic<br />
Scotland, 207 p., 2006.<br />
[4] O’Sullivan, M., Swailes, T., A Study of historical test data for better<br />
informed assessment of wrought-iron structures, in D‘Aylala & Fodde (eds)<br />
Int. Conf. on Structural Analysis of Historic Construction, p. 207-215, 2008.<br />
[5] Bowman, M., Piskorowski A., Evaluation and repair of Wrought iron and<br />
Steel structures in Indiana, West Lafayette: Purdue University, 221p., 2004<br />
[6] Vander Voort, F.G., Metallography. Principles and practice, ASM<br />
International, 752 p., 2007.<br />
[7] Uconeer converter software for engineers. Version 2.4,<br />
www.katmarsoftware.com/uconeer.htm<br />
[8] Sparks, S.P., Evaluation of iron and steel in historic bridges, in D‘Aylala &<br />
Fodde (eds) Int. Conf. on Structural Analysis of Historic Construction, p.<br />
451-458, 2008.<br />
[9] Bussell, M., Appraisal of iron and steel structures, Ascot: Steel<br />
Construction Institute, 170 p., 1997.<br />
WIT Transactions on The Built Environment, Vol 118, © 2011 WIT Press<br />
www.witpress.com, ISSN 1743-3509 (on-line)
Articles<br />
Ine Wouters<br />
Michael de Bouw<br />
Sigrid Adriaenssens<br />
Ann Verdonck<br />
Upgrading mainland Europe’s oldest<br />
iron suspension footbridge<br />
Wissekerke castle park in Belgium contains mainland Europe’s oldest remaining iron suspension<br />
bridge (1824). In 1989, after years of neglect, the Kruibeke town council bought<br />
the castle, park and finally, in 2006, the bridge. The Architectural Engineering Lab of the<br />
<strong>Vrije</strong> <strong>Universiteit</strong> <strong>Brussel</strong> (æ-lab) was consulted to put the refurbishment on the right lines<br />
and to check whether this bridge can stand the shift in function from private to public.<br />
This paper places the pedestrian bridge within the framework of 19th century bridge construction,<br />
determines its historical value, characterizes the used materials by metallographic<br />
methods combined with tensile and hardness tests, re-analyses the structure,<br />
proposes strengthening strategies and concludes with a renovation proposal that preserves<br />
all of the authentic elements, causes the least visual impact, is durable and guarantees<br />
continued public use.<br />
1 Introduction<br />
During the 19th century iron and steel<br />
were exploited to open up new horizons<br />
in bridge construction. The maximum<br />
span records for suspension<br />
bridges occurred in fast succession<br />
thanks to engineers such as James Finley,<br />
Thomas Telford, Samuel Brown<br />
and Marc Seguin.<br />
Looking back at their impressive<br />
list of completed bridge projects, one<br />
has to conclude that most of the early<br />
19th century suspension bridges are<br />
lost today. Some of them failed soon<br />
after they were built, some were destroyed<br />
by wind or water, some were<br />
bombed, others were dismantled for<br />
safety reasons or replaced while upgrading<br />
them to comply with new design<br />
standards.<br />
Nowadays, the oldest remaining<br />
iron suspension bridges can be found<br />
in Great Britain. The Union (Chains)<br />
Bridge, built in 1820 by Samuel Brown,<br />
is the world’s oldest remaining vehicular<br />
suspension bridge still open to<br />
(limited) vehicular traffic. Since most<br />
of the other long-span suspension<br />
bridges have disappeared, the smaller<br />
pedestrian bridges experience a gain<br />
in interest. In the United States, all<br />
the suspension bridges built before<br />
1825 are lost, in Great Britain several<br />
early bridges remain [1] [2]. On mainland<br />
Europe the oldest bridges identified<br />
so far are the castle bridge in<br />
Wissekerke (Belgium), built in 1824,<br />
and the Kettensteg in Nuremberg (Germany),<br />
open to the public since 31<br />
December 1824 [3]. The latter has<br />
been propped in the middle since 1931<br />
as the original loadbearing capacity<br />
of the bridge (2 kN/m 2 ) is not sufficient<br />
according to modern standards.<br />
The Wissekerke pedestrian bridge<br />
has been closed to the public since<br />
1990 but will be restored in the near<br />
future. This paper discusses the historical<br />
context, the pathology, the material<br />
characterization, the structural assessment<br />
and the refurbishment proposal<br />
for this historical monument.<br />
2 Historical value<br />
In 1824 Viscount Philippe Vilain XIIII<br />
(1778–1856) put into practice plans to<br />
alter his castle Wissekerke at Bazel-<br />
Kruibeke, to turn the surrounding park<br />
into an English garden and to build a<br />
private bridge over the castle pond.<br />
He appointed the <strong>Brussel</strong>s engineer<br />
Jean-Baptiste Vifqu(a)in (1789–1854)<br />
to design and carry out the structural<br />
calculations for the bridge. J.-B.<br />
36 © Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Steel Construction 2 (2009), No. 1<br />
DOI: 10.1002/stco.200910006<br />
Vifquain had graduated from the Ecole<br />
Polytechnique in Paris in 1814 and<br />
was widely known for his architectural<br />
and town planning work as well as for<br />
his hydraulic engineering projects.<br />
Since he frequently visited hydraulic<br />
works in Great Britain, he must have<br />
been aware of the English bridge construction<br />
expertise, which was different<br />
from the developments on the<br />
European mainland and in America.<br />
The differences in the construction<br />
of suspension bridges relate to the<br />
main cable. In America James Finley<br />
used a catenary cable comprising individual<br />
chains linked to each other. In<br />
Great Britain the chains were replaced<br />
by so-called eye-rods, bars with a hole<br />
at the end, interconnected with bolts.<br />
From 1815 onwards, Sir Samuel Brown<br />
and Thomas Telford developed several<br />
suspension bridges with wrought iron<br />
eye-rods. In 1820 Brown built the<br />
Union Bridge and Telford finished the<br />
Menai Strait Bridge, with a span of<br />
175 m, in 1826. In France the early<br />
bridge engineers adopted the catenary<br />
system, but they soon developed iron<br />
wire cables, which were stronger in<br />
tension.<br />
The report of the French engineer<br />
Claude Navier, published in<br />
1823, is a valuable source for understanding<br />
and evaluating the sequence<br />
of structural innovations. His report<br />
‘Rapport à Monsieur Bequey et Mémoire<br />
sur les Ponts Suspendus’ covers<br />
all of the knowledge on suspension<br />
bridges available at that time [4]. Besides<br />
the theoretician Claude Navier,<br />
a more practically oriented Frenchman<br />
was experimenting with suspension<br />
bridges in France: Marc Seguin<br />
field-tested iron wire cables to build<br />
up the main cable of his suspension<br />
bridges. These wire cables were much
SIDE ELEVATION<br />
PLAN VIEW<br />
stronger than the eye-rods being used<br />
in Great Britain.<br />
J.-B. Vifquain based the design<br />
details of the Wissekerke bridge on the<br />
English construction details (Fig. 1<br />
and 2). Similar to the Union Bridge,<br />
Vifquain used eye-rods for the main<br />
chain of his bridge. Since extensive<br />
research has not revealed any remaining<br />
construction documents, archive<br />
pictures (Fig. 3 and 4) and a thorough<br />
analysis of the existing structure form<br />
the only possible basis for evaluating<br />
the authenticity of the various bridge<br />
elements.<br />
Fig. 5 and 6 show the current<br />
state of the bridge. The bridge spans<br />
23.1 m between the masts and has a<br />
deck width of 1.9 m. The suspension<br />
system is entirely symmetrical about<br />
the longitudinal bridge axis. At midspan<br />
the suspension chain is 1.1 m<br />
above the deck and follows a catenary<br />
line up to 2.2 m above the deck at the<br />
ends of the bridge (i.e. the cast iron<br />
masts which are 2.9 m high). Each<br />
wrought iron suspension chain consists<br />
of individual eye-rods (1 m long,<br />
rectangular cross-section measuring<br />
31 ¥ 14 mm). These eye-rods and the<br />
vertical wrought iron hangers (rectangular<br />
cross-section 13 ¥ 13 mm) which<br />
carry the deck are pinned together by<br />
means of connection plates (Fig. 7).<br />
Each suspension chain runs through<br />
the mast (Fig. 8) and is anchored to<br />
the abutment. The longitudinal stabil-<br />
I. Wouters/M. de Bouw/S. Adriaenssens/A. Verdonck · Upgrading mainland Europe’s oldest iron suspension footbridge<br />
Fig. 1. Side elevation and plan of the historic suspension bridge in its current state<br />
Fig. 2. Construction details of bridge deck and handrail in their current state<br />
Fig. 3. Archive photo of the private<br />
suspension bridge at castle Wissekerke<br />
in 1905<br />
Fig. 4. Archive photo of the Vilain XIIII<br />
family on the castle grounds in 1914<br />
(courtesy of De Wilde, M.)<br />
Steel Construction 2 (2009), No. 1<br />
37
I. Wouters/M. de Bouw/S. Adriaenssens/A. Verdonck · Upgrading mainland Europe’s oldest iron suspension footbridge<br />
Fig. 5. Current state of the suspension<br />
bridge (2003)<br />
Fig. 6. View of the suspension bridge<br />
deck (2006)<br />
ity of the system is guaranteed by a<br />
strut and tie configuration fixed to the<br />
abutments. The transverse stability of<br />
the bridge is ensured by the mast portal<br />
frames on both banks and the wind<br />
bracing within the deck.<br />
The current bridge deck consists<br />
of wooden boards fixed on four parallel<br />
beams along the longitudinal axis of<br />
the bridge. These beams are supported<br />
every metre by steel channel sections<br />
attached to the vertical hangers at their<br />
ends (Fig. 2). To analyse the connection<br />
between the vertical hanger and<br />
the channel section further, the wooden<br />
side board had to be partially removed.<br />
Fig. 9 illustrates how a hoop has been<br />
welded onto the vertical hanger and the<br />
diagonal bars of the railing. Bars with<br />
screw threads are welded to the hoop to<br />
attach the channel section with a bolt.<br />
This connection of the bridge<br />
deck to the vertical hangers attracts<br />
our attention. Since U-bars could not<br />
yet be fabricated and the process of<br />
welding had not been invented in 1824,<br />
38 Steel Construction 2 (2009), No. 1<br />
one can conclude that the bridge deck<br />
and the adjoining connections are not<br />
original [5]. Further inspection reveals<br />
that the hangers have been cut off in<br />
the past. The æ-lab team assumes that<br />
these hangers were originally fixed directly<br />
to the wooden beams. However,<br />
all other elements – the catenary cable,<br />
the portal masts and the railings – are<br />
authentic.<br />
The way J.-B. Vifquain interwove<br />
the railing with the structural elements<br />
is remarkable for this bridge design. By<br />
forming diagonals in the railing, he<br />
stiffened the suspension bridge and<br />
reduced the movements induced by<br />
crossing pedestrians. This solution is<br />
not only very efficient from a structural<br />
point of view, but it leads to a<br />
very lightweight and elegant bridge.<br />
3 Bridge pathology<br />
By 1989 the last descendant of Viscount<br />
Philippe Vilain XIIII had left the<br />
castle. From that moment on Kruibeke<br />
council has invested in the purchase of<br />
the castle, the park and finally, in 2006,<br />
the bridge. The council opened the<br />
premises to the public in 1989. One<br />
year later, in 1990, the bridge – listed as<br />
a historic monument since 1981 – was<br />
closed to the public for safety reasons.<br />
Currently, the bridge is in a very<br />
bad condition due to its exposure to the<br />
elements and lack of maintenance. The<br />
abutments have subsided, which has<br />
led to distortion of the deck and the<br />
metal railings (Fig. 7). All ironwork is<br />
corroded, several nuts and bolts are<br />
missing, four hangers are broken and<br />
one cast iron column shows a crack<br />
due to corrosion of the wrought iron<br />
suspension chain that passes through<br />
it (Fig. 8).<br />
The investigation of the paint<br />
layers, which was carried out to reveal<br />
the original colour scheme of the<br />
ironwork, confirms the poor maintenance,<br />
even in early times. Fig. 10<br />
shows the successive layers of paint<br />
on a column element (left) and a suspension<br />
eye-rod (right). On top of the<br />
undercoat of red lead there is a twotone<br />
colour scheme. All the tension<br />
elements of the suspension cables,<br />
hangers and railings were dark blue,<br />
the compression elements, on the other<br />
hand, were dark green; oil-based paints<br />
were used for both. In the early 19th<br />
century, the bridge was repainted in<br />
these colours on a regular basis. This<br />
Fig. 7. Due to torsion of the bridge<br />
deck and corrosion, the vertical hanger<br />
has broken. The central bolt is not<br />
original (2003)<br />
Fig. 8. Cast iron column with corrosion<br />
crack (2007)<br />
Fig. 9. Construction detail of the connection<br />
of the hanger to the channel<br />
section, which became visible after<br />
removing the side board (2007)
Fig. 10. Reconstruction of the layers of<br />
paint on the mast (left) and connector<br />
(right) [7]<br />
Fig. 11. Analysing the layers of paint<br />
on an eye-rod connector: red lead, dark<br />
blue, green, white<br />
two-tone scheme is confirmed by the<br />
grey tones of the archive photos (Fig. 3<br />
and 4). The fifth layer is cracked and<br />
dirty, which indicates a long period of<br />
neglect. The investigation shows that<br />
after 1915 the entire bridge was painted<br />
bright green. The cracks in this layer<br />
reveal a period of neglect again. In<br />
the mid-20th century the ironwork<br />
was sanded, protected with red lead<br />
and the entire structure painted white.<br />
The following layer is two-tone again.<br />
The most recent white scheme dates<br />
from 1990 [6]. Due to the current refurbishment<br />
works in progress, the<br />
application of a new protective layer<br />
has been postponed and the iron elements<br />
continue to degrade very quickly<br />
(Fig. 6 and 7).<br />
I. Wouters/M. de Bouw/S. Adriaenssens/A. Verdonck · Upgrading mainland Europe’s oldest iron suspension footbridge<br />
4 Material characterization<br />
Since the Kruibeke council opened the<br />
park to the public, the status of the<br />
bridge has shifted from private to public.<br />
The structure does not fulfil the<br />
criteria of the applicable European<br />
and local Belgian codes of practice<br />
regarding bridge design. The Kruibeke<br />
authorities requested a recalculation<br />
of the loadbearing capacity.<br />
4.1 Visual inspection<br />
In the first instance, the materials were<br />
determined by visual inspection. The<br />
ornamented masts have a cruciform<br />
section, thick webs and a ground shaft.<br />
These characteristics all point in the<br />
direction of cast iron. Since the masts<br />
are loaded in compression, and since<br />
cast iron is very strong in compression,<br />
no further experiments are needed at<br />
this point.<br />
The fine vertical hangers and eyerods<br />
have a rectangular section, smooth<br />
surface texture and sharp corners. Taking<br />
into account the date and form,<br />
they consist of wrought iron. However,<br />
as the properties of wrought iron found<br />
in the literature are widely divergent,<br />
it is necessary to perform material tests<br />
to determine its strength and weldability.<br />
4.2 Hardness and metallographic tests<br />
From a structural point of view, the material<br />
tests on the wrought iron should<br />
be carried out on a structural element<br />
of the bridge such as a main chain or<br />
hanger. Unfortunately, this approach<br />
is not possible because, firstly, the main<br />
chains are essential elements for the<br />
bridge’s strength and stability and, secondly,<br />
the cross-section of the hanger<br />
is too small (13 ¥ 13 mm) to perform a<br />
representative tensile test. The horizontal<br />
bar of the railing (23 ¥ 22 mm) is<br />
more suitable for a tensile test. However,<br />
the strength might differ from the<br />
iron used for the hanger. Nevertheless,<br />
a small sample of the broken vertical<br />
hanger and a sample of a broken<br />
horizontal handrail bar were taken as<br />
test samples. Comparison of additional<br />
hardness measurements and<br />
metallographic tests on both samples<br />
will confirm whether or not the results<br />
of the tensile tests on the horizontal<br />
bar might be extrapolated to<br />
the hangers.<br />
The Vickers hardness measurements<br />
show that the hanger iron (130<br />
HV 20) is stronger than the railing iron<br />
(109 HV 20). This is a typical phenomenon<br />
for rolled and hammered sections<br />
since forming a thinner section<br />
requires more work, and this shows up<br />
as a higher strength [5]. Applying the<br />
empirical relations to these results<br />
leads to a mean ultimate tensile stress<br />
of 434 N/mm 2 for the hanger iron and<br />
364 N/mm 2 for the railing iron. Bearing<br />
these results in mind, together with<br />
the metallographic research, which indicates<br />
a similar type and purity of<br />
iron for both samples, the use of the<br />
tensile test results on the railing sample<br />
in the re-analysis leads to a safe<br />
approach.<br />
4.3 Tensile test<br />
The railing sample was sawn into<br />
three specimens (Fig. 12) and tested,<br />
leading to a mean ultimate tensile<br />
stress of 350 N/mm 2 (which correlates<br />
very well with the empirical<br />
value derived from the hardness measurements)<br />
and a mean yield stress of<br />
257 N/mm 2 for a mean elongation of<br />
17 % [8]. Since only three specimens<br />
were available, the lower 1 % percentile<br />
of the population (instead of the usual<br />
5 %) was taken into account to convert<br />
statistically the test results into<br />
the characteristic strength (table 1).<br />
4.4 Chemical analysis<br />
A chemical analysis was carried out to<br />
test the wrought iron for weldability.<br />
The two prerequisites for weldability,<br />
namely a low carbon content C (0.01 %)<br />
and a low carbon equivalent value CE<br />
(0.027 %), are fulfilled (table 2). The<br />
low sulphur content S (0.008 %) indicates<br />
a low risk of hot cracks. Never-<br />
Fig. 12. Three test specimens cut from<br />
a sample of wrought iron railing<br />
Steel Construction 2 (2009), No. 1<br />
39
I. Wouters/M. de Bouw/S. Adriaenssens/A. Verdonck · Upgrading mainland Europe’s oldest iron suspension footbridge<br />
Table 1. Conversion of the test results (yield stress, ultimate tensile stress and elongation)<br />
on three wrought iron rods to design strength fd according to the Eurocode<br />
Wrought<br />
Iron Tensile test Design strength according to Eurocode<br />
Rod 1 Rod 2 Rod 3 s k f m f k f d<br />
sy 259 245 268 257 230 200<br />
N/mma2 N/mm2 N/mm2 11.6 2.3<br />
N/mm2 N/mm2 N/mm2 sUTS 343 357 350 350 334 290<br />
N/mm2 N/mm2 N/mm2 7.0 2.3<br />
N/mm2 N/mm2 N/mm2 e (20) % 15.4 % 16.2 % 2.5 2.3 17.2 % 11 %<br />
Table 2. Chemical analysis of wrought iron rods [%]<br />
Test<br />
specimen<br />
C Mn Cr Mo V Ni Cu CE P S<br />
Rod 1 0.010 0.030 0.010 0.010 0.001 0.030 0.080 0.027 0.112 0.006<br />
Rod 2 0.010 0.010 0.010 0.010 0.001 0.040 0.030 0.021 0.016 0.006<br />
Rod 3 0.010 0.020 0.010 0.010 0.001 0.050 0.200 0.034 0.281 0.011<br />
Mean 0.010 0.020 0.010 0.010 0.001 0.040 0.103 0.027 0.136 0.008<br />
theless, special welding equipment<br />
with covered basic electrodes will be<br />
needed since the high phosphorous<br />
content (0.136 %) leads to a brittle<br />
weld seam. In general, butt welding is<br />
preferred to fillet welding for wrought<br />
iron elements because the presence<br />
of slag strings along the working axis<br />
increases the risk of failure by lamellar<br />
tearing [5].<br />
This material study concludes that<br />
the strength of the wrought iron comes<br />
close to modern steel S235 and that the<br />
elements are weldable under special<br />
conditions.<br />
5 Structural re-analysis<br />
Historical research shows that 19th<br />
century engineers hardly performed<br />
any structural analyses for the main<br />
cables or chains and that if analysis<br />
methods were applied, they yielded<br />
results that were not completely correct.<br />
On top of that, connections were<br />
not calculated, but proof-tested on<br />
site [9].<br />
When re-analysing the bridge’s<br />
loadbearing capacity with the Eurocodes<br />
in mind and taking into account<br />
the derived maximum design<br />
stress of 200 N/mm 2 , the main chain<br />
and the connections are able to carry<br />
an imposed variable load of no more<br />
than 0.4 kN/m 2 on the bridge deck.<br />
When comparing this to the imposed<br />
load of 5.0 kN/m 2 required according<br />
to the standard for public pedestrian<br />
bridges, it is clear that even with se-<br />
40 Steel Construction 2 (2009), No. 1<br />
vere strengthening, the original structure<br />
will never be able to carry the required<br />
loads. Even if the authorities<br />
would agree to a reduced imposed<br />
load for this historical monument, e.g.<br />
3 kN/m 2 , increasing the strength of<br />
the damaged bridge to this level is too<br />
optimistic.<br />
6 Structural design<br />
Based on the historical bridge research<br />
(section 2), one can conclude that all<br />
elements apart from the current bridge<br />
deck (built up with channel sections<br />
and wooden beams) are authentic. Installing<br />
a new structural deck to carry<br />
all the imposed loads between the existing<br />
historic suspension structure<br />
upgrades the bridge to a public bridge<br />
while maintaining all the authentic historic<br />
elements. This option was preferred<br />
to the possibility of closing the<br />
bridge to public and restoring it as an<br />
architectural object for viewing only.<br />
Opening the bridge to the public<br />
inevitably involves the creation of an<br />
additional new structure to make the<br />
structure carry the higher imposed<br />
variable loads (5 kN/m 2 ) and exhibit<br />
an appropriate dynamic behaviour.<br />
Several strengthening strategies were<br />
worked out: adding supports, positioning<br />
a structure underneath the<br />
deck, fitting a new structure within<br />
the original deck and suspending the<br />
deck with cable stays.<br />
The Wissekerke council and the<br />
Belgian Royal Commission for Monu-<br />
ments and Sites preferred the third<br />
option, where a new steel box girder<br />
with timber deck replaces the former<br />
non-authentic timber deck. The original<br />
deck depth is determined by the<br />
timber side board merely 180 mm high.<br />
Ideally, the new box girder should fit<br />
within this height so that it is almost<br />
invisible to pedestrians crossing the<br />
bridge and persons viewing from a<br />
distance. A steel box girder (Fig. 13)<br />
that has a tapered cross-section with<br />
a structural depth of 180 mm at the<br />
sides and 500 mm on the central axis<br />
satisfies all ultimate limit and serviceability<br />
states as well as the dynamic<br />
behaviour criteria. The lowest point<br />
of this varying cross-section lies in<br />
the bridge’s own shadow.<br />
The steel box girder carries a<br />
wooden deck imitating the original<br />
wooden deck and is connected at its<br />
sides through a sliding connection to<br />
the original suspension structure which<br />
will be restored. A series of numeric<br />
analyses demonstrated that every other<br />
type of connection (e.g. hinged or<br />
fixed) between original and new structures<br />
would transfer a portion of the variable<br />
loads into the original structure,<br />
resulting in material stresses exceeding<br />
the established limits (670 N/mm 2 ><br />
200 N/mm 2 ). However, to ensure the<br />
out-of-plane stability of the original<br />
bridge, this sliding connection is an<br />
absolute necessity.<br />
Although the girder looks like one<br />
continuous structural element with a<br />
support at each end, the structural behaviour<br />
of the proposed solution does<br />
not correspond with this (Fig. 14).<br />
Engineering consultants Ney & Partners,<br />
appointed in 2007, split the girder<br />
into three unequal pieces in the lon-<br />
SECTION AA<br />
Fig. 13. Section through the new steel<br />
box girder and historic suspension<br />
bridge [10]
I. Wouters/M. de Bouw/S. Adriaenssens/A. Verdonck · Upgrading mainland Europe’s oldest iron suspension footbridge<br />
Fig. 14. Side elevation of the upgraded suspension bridge with new steel box girder [10]<br />
gitudinal direction to reduce the internal<br />
forces and thus the depth of<br />
the box girder, and to ease the transport<br />
of the girder element to the site.<br />
The two outer pieces are cantilever<br />
box girders 3.5 m long with fixed supports<br />
at the abutments. Between these<br />
two cantilever box girders there is a<br />
13 m long box girder, which is supported<br />
by the neighbouring cantilever<br />
elements and connected by means of<br />
sliding bars that transfer shear forces<br />
and allow for thermal movement of<br />
the box girder via the expansion joint.<br />
The resulting shallow box girder<br />
is compact, hardly visible, easy to maintain<br />
and durable because it is completely<br />
enclosed and only needs anticorrosion<br />
treatment on the outside.<br />
7 Conclusion<br />
The pedestrian bridge at castle Wissekerke<br />
is mainland Europe’s oldest remaining<br />
iron suspension bridge. Since<br />
the last descendant of Viscount Vilain<br />
XIIII left the castle in 1989, the castle<br />
park with the historic suspension<br />
bridge has been open to the public,<br />
leading to a shift in function from private<br />
to public. Although the historic<br />
iron is of good quality, the authentic<br />
bridge cannot carry the present-day<br />
imposed loads due to the structural<br />
EXPANSION JOINT<br />
EXPANSION JOINT<br />
EXPANSION JOINT EXPANSION JOINT<br />
concept and the slender dimensions<br />
of the elements used.<br />
To upgrade the bridge, a new,<br />
barely visible steel box girder will be<br />
placed between the existing suspension<br />
bridge elements, replacing the non-authentic<br />
former bridge deck, preserving<br />
all of the available original material<br />
and guaranteeing the future usability of<br />
the public park and this remarkable<br />
23 m span suspension bridge.<br />
Acknowledgements<br />
This research is funded by the Research<br />
Foundation Flanders (FWO).<br />
References<br />
[1] Paxton, R.: The Early developments<br />
of the long span suspension bridge in<br />
Britain, 1810–1840. Proceedings of International<br />
Conference on Historic<br />
Bridges to celebrate the 150th Anniversary<br />
of the Wheeling Suspension<br />
Bridge, (1999), pp. 179–188.<br />
[2] Ruddock, T.: Some iron suspension<br />
bridges in Scotland 1816–1834 and their<br />
origins. The Structural Engineer 81/5<br />
(2003), pp. 23–29.<br />
[3] Petri, R., Kreutz, J.: Der Kettensteg in<br />
Nürnberg – die älteste erhaltene eiserne<br />
Hängebrücke Kontinentaleuropas.<br />
Stahlbau 73 (2004), pp. 308–311.<br />
[4] Navier, M.: Rapport au Monsieur<br />
Becquey, Conseiller d’Etat, Directeur<br />
Général des Ponts et Chaussées et des<br />
Mines; et Mémoire sur les Ponts Suspendus.<br />
Paris: Imprimerie Royale, 1823.<br />
[5] Bussell, M.: Appraisal of Existing<br />
Iron and Steel Structures. Berkshire:<br />
The Steel Construction Institute, 1997.<br />
[6] Verdonck, A.: Hangbrug kasteelpark te<br />
Wissekerke. Vooronderzoek afwerkingslagen.<br />
Unpublished report (2008), 23 pp.<br />
[7] Hassal, C.: Wissekerke suspension<br />
bridge. Paint analysis. Unpublished Report<br />
No. A155 (2008), 4 pp.<br />
[8] de Bouw, M., Wouters, I.: The iron<br />
suspension footbridge of Wissekerke:<br />
material characteristics. Proceedings of<br />
the International Conference Footbridge<br />
2005 (2005), 10 pp.<br />
[9] Tilly, G.: Conservation of bridges: A<br />
Guide to good practice. Taylor&Francis,<br />
2002.<br />
[10] Ney & Partners nv. Aanvraagdossier<br />
restauratiepremie. Restauratie kasteel<br />
Wissekerke, 2008.<br />
Keywords: pedestrian bridge; cast iron;<br />
wrought iron; eye-rods; material characterization;<br />
paint analysis; refurbishment;<br />
box girder<br />
Authors:<br />
Prof. Dr. Ir.-Arch. Ine Wouters, Ass. Ir.-Arch.<br />
Michael de Bouw, Prof. Dr. M.Phil. Sigrid Adriaenssens,<br />
Dr. Arch. MSc Conservation Ann<br />
Verdonck, <strong>Vrije</strong> <strong>Universiteit</strong> <strong>Brussel</strong>, Faculty of<br />
Engineering Sciences, Department of Architectural<br />
Engineering, Pleinlaan 2, 1050 <strong>Brussel</strong>s,<br />
Belgium<br />
Steel Construction 2 (2009), No. 1<br />
41
Iron and steel varieties in building industry between 1860 and 1914 – A<br />
complex and confusing situation resolved<br />
M. de Bouw a, *, I. Wouters a , J. Vereecken b , L. Lauriks a<br />
a <strong>Vrije</strong> <strong>Universiteit</strong> <strong>Brussel</strong>, Faculty of Engineering Sciences, Department of Architectural Engineering ( -lab), Pleinlaan 2,1050 Elsene, Belgium<br />
b <strong>Vrije</strong> <strong>Universiteit</strong> <strong>Brussel</strong>, Faculty of Engineering Sciences, Department of Materials and Chemistry (MACH), Pleinlaan 2,1050 Elsene, Belgium<br />
article info<br />
Article history:<br />
Received 19 September 2008<br />
Received in revised form 24 February 2009<br />
Accepted 12 March 2009<br />
Available online 16 April 2009<br />
Keywords:<br />
Iron<br />
Steel<br />
Nomenclature<br />
Material characteristics<br />
Production process<br />
Quality<br />
Form<br />
1. Introduction<br />
abstract<br />
At present, the use of the Eurocodes is common practice for today’s<br />
(young) engineers. These structural codes specify in detail<br />
every necessary calculation in function of the structure and the<br />
material (steel, concrete, timber and aluminium); however, they<br />
do not deal with historic materials such as wrought iron or puddle<br />
steel. Moreover, at the end of the 19th and the beginning of the<br />
20th century, no such (inter)national codes existed. Neither general<br />
rules nor a clear classification of the different (construction)<br />
materials was described. What’s more, between 1860 and 1914,<br />
metal making was in an experimental stage. Every country and region<br />
developed his own techniques and standards at his own pace,<br />
resulting in a vast range of ferrous-metals with widely divergent<br />
characteristics. The industrialization and evolution of production<br />
techniques resulted in new (unproven) materials, construction<br />
techniques and calculation methods. When reading historic manuals,<br />
articles, books, reports, etc., on the use of iron and steel, the<br />
reader is faced with a very confusing nomenclature. For example:<br />
what exactly is the difference between cast iron and cast steel;<br />
between wrought, puddled, forged and rolled iron; between<br />
ingot-iron, ingot-steel, weld-iron and weld-steel?<br />
* Corresponding author. Tel.: +32 2 629 28 29; fax: +32 2 629 28 41.<br />
E-mail address: michael.de.bouw@vub.ac.be (M. de Bouw).<br />
0950-0618/$ - see front matter Ó 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.<br />
doi:10.1016/j.conbuildmat.2009.03.009<br />
Construction and Building Materials 23 (2009) 2775–2787<br />
Contents lists available at ScienceDirect<br />
Construction and Building Materials<br />
journal homepage: www.elsevier.com/locate/conbuildmat<br />
This paper dilates upon the developments and the evolution of the nomenclature of structural metals in<br />
the building industry during the period 1860–1914. When turning to 19th century literature, the iron and<br />
steel nomenclature and the corresponding properties are far from uniform and clear. However, in view of<br />
today’s ongoing rehabilitations, it is essential to thoroughly know and understand the evolution of structural<br />
metals and to distinguish their properties. By means of three diagrams on the production and treatment,<br />
the quality and the form, this article elucidates the above-mentioned shortcomings for both the<br />
former and present-day key role languages of communication on international conferences, namely<br />
French and English.<br />
Ó 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.<br />
what did engineers mean by Krupp steel, cementation steel, malleable<br />
cast iron, Lloyd-steel, ordinary steel, burned, acid or tender<br />
irons, drawn irons, etc.?<br />
These days (and even back then), the different varieties and<br />
characteristics often are (and were) mixed up, with wrong suppositions,<br />
mistakes, discussions, postponed deadlines, failures, etc., as<br />
a consequence. Nowadays, it would be interesting to know which<br />
materials were available in one specific period, how the nomenclature<br />
evolved in time, what material characteristics, dimensioning<br />
parameters and aims were initially supposed, when the first (inter)national<br />
standardizations arose and what these did specify.<br />
The English cultural consciousness already urged British<br />
researchers to resolve many of these questions and some interesting<br />
books and articles on this matter were published, e.g. ‘‘Appraisal<br />
of Existing Iron and Steel Structures” (M. Bussell), ‘‘Historical<br />
Structural Steelwork Handbook – Properties of UK and European Cast<br />
Iron, Wrought Iron and Steel Sections including Design, Load and<br />
Stress Data since the Mid 19th Century” (W. Bates), ‘‘The industrial<br />
revolution in iron – The impact of British coal technology in nineteenth-century<br />
Europe” (C. Evans), et al. On the Continent however,<br />
serious shortcomings concerning the knowledge of the evolution of<br />
the nomenclature and properties of historic structural ferrousmetals<br />
still exist. Nonetheless, precisely this Continental historiography<br />
is very interesting to increase the elaborate – yet mainly<br />
British – knowledge on this matter. To describe the Continental
2776 M. de Bouw et al. / Construction and Building Materials 23 (2009) 2775–2787<br />
evolution, this article takes up the standpoint of the Belgian metal<br />
building industry from 1860 to W.W. I. This point of view is interesting<br />
for two reasons. The first one is related to production. At the<br />
end of the 19th and beginning of the 20th century, Belgium was<br />
the first country in the world to industrialize [35]. The leading<br />
companies such as Société Anonyme Angleur-Athus, S.A. d’Ougrée-<br />
Marihaye, Société Métallurgique d’Espérance Longdoz, S.A. de Marcinelle<br />
et Couillet, S.A. Cockerill contributed to the development and<br />
production of iron and steel during those centuries. At that time,<br />
the industrialisation was quantified by the amount of coal consumption<br />
per inhabitant. Around 1929, for example, the Belgian<br />
industrialization (4.5 tons) exceeded that of the United States of<br />
America (4.1 tons), the United Kingdom (3.7 tons) and Germany<br />
(2.5 tons) [35]. When focusing on production, Belgium even had<br />
the largest production of pig iron (twelve thousand tons per year<br />
per blast furnace) around 1870. It was not until 1890 that Belgium<br />
was surpassed by the United States of America. The USA became<br />
the world leading producer with 30,000 tons of pig iron per year<br />
per blast furnace. Belgium came second with 22,000 tons per year<br />
per blast furnace [36].<br />
The second reason is based on linguistic grounds. Due to the<br />
specific geographic location of Belgium, located between England,<br />
France, Germany and the Netherlands, many Belgian engineers<br />
and regulations (were) inspired and influenced (by) the customs<br />
of these surrounding countries. Besides, lying between these countries,<br />
Belgian scientists often were confronted with foreign English,<br />
Dutch and German reports. However, French being the key role<br />
language of Belgian scientists in the 19th century, they had to re-<br />
port about these foreign reports in French and therefore link these<br />
different tongues.<br />
The outcome of this research is based on the most important<br />
and widespread Belgian construction and calculation manuscripts<br />
dealing with iron and steel constructions, written between 1850<br />
and 1937. These 37 guidebooks and articles [1–37] were analysed<br />
and compared to each other and to modern literature [36–56]. The<br />
paper combines both the evolution of the nomenclature in time<br />
and the different terms to indicate these metals, depending on<br />
what specific characteristic trait had to be brought into focus. It begins<br />
with a brief overview of the history of metal making. Thereafter,<br />
the article dilates upon the three diagrams created by the<br />
authors, which classify the different iron and steel designations by:<br />
1. the production and treatment techniques of the metals,<br />
2. the quality of the metals,<br />
3. the form of metal elements.<br />
This journal paper displays the original French terminology and<br />
the English denominations. However, as these results are also<br />
important for the surrounding countries, the diagrams are drawn<br />
up by the authors in Dutch and German too.<br />
2. History of the production of iron and steel (Fig. 1)<br />
Fig. 1. Mayor world-wide and Belgian developments of construction metals.<br />
Albeit iron has been known for over three thousand years, it has<br />
only been used as a structural metal in the building industry since<br />
the second half of the 18th century. The rudiments of iron making
date back to around 1500 B.C.: layers of charcoal and iron ore were<br />
piled up in the low-shaft furnace. Because of its reduced height<br />
however, the temperature stayed below 1200–1400 °C. This resulted<br />
in a spongy solid lump of iron or bloom that had to be hammered<br />
in the smithy forge (Figs. 2 and 3) to purify it from slag [21].<br />
This labour was pursued even after the introduction of the lowshaft<br />
furnace’s successor, viz, the blast furnace, wherein the temperature<br />
rose beyond the point of fusion of iron (>1535 °C).<br />
In Europe, the first traces of the blast furnace with charcoal as a<br />
combustion material were found in the Rhine valley in the 15th<br />
century and in Belgium in the 16th century [45,46]. As from that<br />
date on, it was possible to produce pig iron – the product that<br />
comes right out of the blast furnace without any treatment (Figs.<br />
2 and 3) – resulting in a quick evolution of iron production techniques.<br />
Notwithstanding the application for a patent of the États<br />
de Liège in 1627 [46] and the try-outs of Dud Dudley (1599–<br />
1684) in the second half of the 17th century [39] to smelt iron with<br />
coal, it was Abraham Darby I (1678–1717) who in 1709, invented a<br />
practicable method of producing pig iron with coal (or coke)<br />
[49,50]. Coke could be piled up higher than charcoal without<br />
crushing the lower layers because of its higher strength. Whereas<br />
charcoal blast furnaces had a maximum height of 8 m and a maximum<br />
diameter of 0.6 m, coke blast furnaces increased the height<br />
and diameter respectively from 13.05 m and 0.76 m in 1827 to<br />
21.15 m and 5.30 m in 1930 [36]. This way, higher temperatures<br />
were obtained, which resulted in more liquid and fine products.<br />
These evolutions improved the quality of the crude iron and reduced<br />
the costs by about 40–60%, which resulted in a strong propagation<br />
of molten (or cast) iron (Figs. 2 and 3) as a construction<br />
material. After his father’s death, Abraham Darby II (1711–1763)<br />
continued to improve this technique. He introduced the use of a<br />
cupola furnace to melt the pig iron a second (and sometimes even<br />
a third or fourth) time to improve the quality [43]. In 1776, John<br />
Wilkinson injected hot steam into the cupola furnace to ameliorate<br />
the refining process and in 1828, James Ne(i)lson increased the<br />
output of the blast furnace by a factor of three by injecting hot<br />
air [36]. From 1835 onwards, blast furnaces had a cylindrical shape<br />
instead of a rectangular one and from 1837 onwards, Neilson’s<br />
method was common practice in Belgium [36,41]. Whereas in Germany<br />
the blast furnace with coke was already introduced in 1731–<br />
2 in the region of Silesia [41], John Cockerill (1790–1840) was the<br />
first to introduce it in Belgium in 1824–5 [57]. However, the system<br />
of the blast furnace with coke spread slowly as many specialists<br />
proclaimed the superior quality of iron produced with<br />
charcoal. In Belgium, this misapprehension persisted up to the late<br />
19th century [4,15] and charcoal was even used until 1888 [15].<br />
In addition to the introduction of the cupola furnace, Abraham<br />
Darby II also explored an applicable method to produce wrought<br />
iron – the product that comes out of the low-shaft furnace, which<br />
is then treated by hammering in the smithy forge – on an industrial<br />
scale. Unfortunately, when he died, he did not leave any instructions<br />
of his progressions. It was not until 1783–4 that his aim<br />
was achieved when Peter Onions took out the patent for the puddling<br />
furnace principle and Henry Cort (1740–1800) and Partnell<br />
industrialized the so-called ‘dry puddling’ process [36]. In 1821,<br />
Huart and Henrard introduced the puddling furnace in Belgium<br />
at the company of Couillet, followed in 1823 by Joseph Michel Orban<br />
at the company of Grivegnée [36,46]. In 1826 however, it was<br />
again the factory of Cockerill, which was the first to incorporate all<br />
of the different stages of production [51]. A few years later, in 1839,<br />
Joseph Hall (1789–1862) invented the ‘wet puddling’ process, also<br />
known as ‘boiling’ or ‘pig boiling’ process [41]. He added scrap iron<br />
to the charge, replacing the sand or cast iron covering of the heart<br />
and as a result, the furnace boiled violently. ‘Wet puddling’ had the<br />
advantage that it was much more efficient than ‘dry puddling’. A<br />
further improvement was the invention of the Danks oven in<br />
M. de Bouw et al. / Construction and Building Materials 23 (2009) 2775–2787 2777<br />
1857, which was introduced in Belgium in 1872 [41]. This rotary<br />
furnace automated the stirring process of the puddling furnace [7].<br />
Besides the production of cast and wrought iron, steel – an intermediate<br />
product between cast and wrought iron – could be produced<br />
determinedly from the 18th century onwards [41]. Albeit,<br />
it was already known long before, the true difference between steel<br />
and wrought iron and the different characteristics were not fully<br />
understood, which led to many confusing situations, statements<br />
and explanations [52–57]. It was not until 1750, that engineers became<br />
aware of the strong influence of the carbon content on ferrous-metals<br />
and the consequential alteration of material<br />
characteristics. These reasons and the difficult determination of<br />
the carbon percentage caused the building industry to keep putting<br />
off the use of steel: the first full-scale steel experiments in the<br />
building industry occurred in bridge building around 1860–5 in<br />
the UK, 1863 in the Netherlands, 1867 in France and 1868–74 in<br />
the USA [19,42]. Nonetheless, in England, smiths kept experimenting<br />
and since 1740–50 had melted blister steel in small pots in the<br />
crucible furnace [52–56]. As from 1835, it was also possible to produce<br />
puddle steel that could be forged and rolled or treated in the<br />
crucible furnace as well. In Belgium, steel was mostly produced<br />
by the crucible furnace until 1860 [46], but given the hard labour,<br />
the drifting quality and the small melting pots, this process was<br />
limited to small pieces, cutting utensils, mechanical applications,<br />
tools and instruments [3]. On the 5th of January 1855, at the outset<br />
of the second industrial revolution, Sir Henry Bessemer (1813–<br />
1898) invented the acid converter, which became increasingly successful<br />
[3,34,36]. Once again, the entrepreneur John Cockerill took<br />
the initiative to install the first Bessemer converter of the Continent<br />
in 1863 in Belgium [36,46]. Two years later, in 1864–5, the<br />
Martin brothers together with the Siemens brothers finalized their<br />
acid open-hearth process and in 1879, they brought this process to<br />
perfection and also created a basic open-hearth oven [36,38,46].<br />
The basic covering produced a steel of a more constant quality<br />
and a more homogeneous composition and the high temperatures<br />
allowed the use of scrap iron too [22]. The Martin-Siemens-process<br />
was introduced in Belgium in 1872 at Sclessin [36]. However, in<br />
Belgium the use of the open-hearth process never exceeded 10–<br />
12%, in contrast to the USA (85%), the United Kingdom (92%), Austria,<br />
Poland, Czechoslovakia, Japan, Italy and Canada (almost the<br />
entire production). This process was too expensive for the Belgian<br />
forges, as they did not possess ores low in phosphorus, which were<br />
essential for the process, and therefore ores had to be imported<br />
from England and Spain [36,38]. In 1876–9, Sidney Gilchrist Thomas<br />
(1850–1885) and his cousin Percy Carlyle Gilchrist (1851–<br />
1935) invented the Thomas-Gilchrist converter, also known as<br />
the basic Bessemer converter [19,34,36]. This process was very<br />
suitable for the phosphoric ores available in Belgium, France, Germany,<br />
etc. It was introduced in Belgium in 1879 [36]. However, it<br />
was not until the expiration of the patent in 1891 that this method<br />
was used on a large scale and all of the Belgian Bessemer furnaces<br />
were gradually replaced by the Thomas converter [36]. The invention<br />
of the aforementioned Danks furnace was a reaction of the<br />
small-scaled forges to increase the production rate of the puddling<br />
process in order to keep up with all of these new, more industrialized<br />
and automated steel making processes. Yet, it was to no avail.<br />
The high constancy and quality of steel produced by the abovementioned<br />
processes, and the ongoing drop in price that went with<br />
it, would inevitably gain ascendancy over iron and from 1890 onwards<br />
steel was used intensively as a (load-bearing) building material<br />
[41]. As from 1920, the Thomas-Gilchrist production technique<br />
accounts for 85% of the annual Belgian production [38]. In 1900,<br />
the scientist Paul Louis Toussaint Héroult (1863–1914) invented<br />
the electric furnace. In Belgium, the first electric furnace for the<br />
industrial production of steel was used six years later and since<br />
1914 it became increasingly successful [46].
2778 M. de Bouw et al. / Construction and Building Materials 23 (2009) 2775–2787<br />
Fig. 2. Diagram of the production and treatment processes of iron and steel – original French nomenclature.
M. de Bouw et al. / Construction and Building Materials 23 (2009) 2775–2787 2779<br />
Fig. 3. Diagram of the production and treatment processes of iron and steel – English nomenclature.
2780 M. de Bouw et al. / Construction and Building Materials 23 (2009) 2775–2787<br />
3. Towards an international standard<br />
All of the above inventions, local experiences and customs and<br />
the lack of a central coordinating organization, brought an extensive<br />
and widely divergent nomenclature into circulation. Every<br />
country and every region had its own terminology. New expressions<br />
were added to the existing ones without checking whether<br />
that denomination was already in use or not, which led to many<br />
mistakes [58].<br />
Moreover, according to Henry M. Howe, the fact that steel was<br />
generally higher priced than wrought iron and vaguely associated<br />
in the minds of the public with superiority, compelled some manufacturers<br />
to name parts of their product steel even though they<br />
were in fact wrought iron [42]: ‘‘[...] He noted it had become ‘fashionable’<br />
to label as ‘steel’ all products of the Bessemer converter and open<br />
hearth, without regard for mechanical properties. [...] When iron from<br />
a Bessemer converter or open hearth furnace was cast, the resulting<br />
ingots had not been worked or ‘wrought’ and could not be ‘wrought<br />
iron’. Since these ingots looked and felt like steel, some believed the<br />
easiest way was ‘‘to call the whole product steel, and not bother about<br />
mechanical tests, or split hairs about physical properties.” The same<br />
reasoning, he observed, ‘‘would justify a jeweler in selling brass as gold<br />
or strass [flint glass] as gems.”<br />
At present, when reading old documents, this situation is very<br />
confusing: who knows the difference between puddled iron and<br />
(re)fined iron; between molten iron, cast iron and foundry pig iron;<br />
or between weld-iron and ingot-steel; what was the meaning of<br />
finished irons, colour irons, acid irons, muck bars, etc.? However,<br />
Table 1<br />
Classification according to the quality – First classification of wrought iron – original French nomenclature.<br />
this confusing situation is not only an issue currently. Even scientists<br />
of that time were confused by this matter. In 1873, Alexander<br />
Holley stated ‘‘’A bar of steel’ is, in the present state of the<br />
art, a vastly less definite expression than ‘a piece of chalk’” [42].<br />
A few years later, in 1877, L. Gruner – inspector general of the<br />
mining industry – commented in his note on the real meaning<br />
of the words iron and steel: ‘‘One knows very well the confusion<br />
that reigns since a few years when it comes to describing the difference<br />
between iron and steel” (translated from the French by the<br />
author) [10]. Mr. Jordan and Mr. Greinert proposed at that time<br />
to name every malleable ferritic product obtained by complete<br />
fusion steel and to indicate every malleable ferritic product not<br />
obtained by complete fusion iron. However, many metallurgists<br />
protested against these loose definitions. These statements and<br />
discussions proved the necessity of a precise classification. This<br />
matter was considered in 1876 during the meetings of the American<br />
Institute of Mining Engineers at the Universal Exposition in<br />
Philadelphia [10,19,22,26]. The commission – composed by L.<br />
Bell, P. Tunner, L. Gruner, H. Wedding, R. Akerman, A.L. Holley<br />
and T. Egleston – proposed the following common nomenclature<br />
for all languages to establish the meaning of the words iron and<br />
steel:<br />
1. weld-iron (fer soudé; Schweiss-eisen)<br />
any type of malleable ferritic composition that did not<br />
undergo fusion (by consequence the structure is not homogeneous),<br />
nor is susceptible to hardening (until that day<br />
called wrought-iron)
2. weld-steel (acier soudé; Schweiss-stahl)<br />
any analogous composition that is susceptible to hardening<br />
(until that day called natural steel, forge steel or puddle steel)<br />
3. ingot-iron (fer fondu; Fluss-eisen)<br />
any malleable ferritic composition that has undergone<br />
fusion (by consequence the structure is homogeneous), but<br />
is not susceptible to hardening<br />
4. ingot-steel (acier fondu; Fluss-stahl)<br />
any analogous composition that is susceptible to hardening.<br />
At the conference, the scientists agreed that these names were<br />
generic names, covering (and not replacing) the specific names of<br />
the different varieties of iron and steel. Notwithstanding this proposition,<br />
the scientists only described generic names in French, English<br />
and German at the conference of Philadelphia. It was not until<br />
the conference of Copenhagen in 1909 that (limited) comparative<br />
tables were set up in French, English, German, Italian, Spanish,<br />
Swedish and Danish [27]. Inevitably, the introduction of these<br />
(comparative) names led to some problems when reading old<br />
books, articles, manuscripts, etc., as (especially in Belgium) some<br />
engineers, metallurgists, smiths and authors still held on to their<br />
traditional names and because (world-wide) some terms already<br />
had a different meaning before the introduction of these generic<br />
names.<br />
4. Overview of the nomenclature used between 1860 and 1914<br />
In spite of the 1876 Universal Exposition in Philadelphia and<br />
present-day efforts, the aim to clarify this situation for the rapid<br />
evolution that took place between 1860 and 1914 was never<br />
achieved [12,42,44,46,52–56]. To this end, this article tries to elucidate<br />
the confusing situation concerning the nomenclature of construction<br />
metals during this period, by means of (graphical)<br />
M. de Bouw et al. / Construction and Building Materials 23 (2009) 2775–2787 2781<br />
Table 2<br />
Classification according to the quality – first classification of wrought iron – English nomenclature.<br />
diagrams. Depending on the purpose, different diagrams were<br />
developed for:<br />
1. the production and treatment of the metal types (Figs. 2 and 3),<br />
2. the quality of the metal (Tables 1–6),<br />
3. the form of the metal elements (Figs. 4 and 5).<br />
The original diagrams were set up in French, as in former days<br />
French was the official medium of communication in Belgium, as<br />
well as on international conferences. As there is no existing overview<br />
and as this is essential for understanding the nomenclature,<br />
we produced the three corresponding overviews in French,<br />
Flemish/Dutch, English and German by the use of different<br />
articles, books, etc., in the corresponding language (e.g.<br />
[6,8,10,27,33,34,42,44]). However, as it is impossible in the scope<br />
of this publication to publish all of the diagrams in these four languages<br />
and as these days the English language is the key role language<br />
of communication on international conferences, this paper<br />
will focus on the original French and on the English diagrams.<br />
4.1. Production and treatment (see Figs. 2 and 3)<br />
As a starting point for the representation of the results of the<br />
production and treatment of the metals, we adopted and completed<br />
the H.M.C.M. Maarschalkerwaart diagram, drawn up in<br />
1996 [44].<br />
Figs. 2 and 3 represent the production process and the associated<br />
product names of the different iron and steel types that were<br />
in circulation in the considered period. The diagrams show the necessary<br />
treatments to evolve from fonte de fer (molten iron) (at the<br />
top of the diagrams) to the different varieties of iron and steel. As<br />
mentioned before, four major categories classified the production
2782 M. de Bouw et al. / Construction and Building Materials 23 (2009) 2775–2787<br />
Table 3<br />
Classification according to the quality – Pig iron, weld-iron and weld-steel – original French nomenclature.<br />
of ferritic metals since 1876. This classification forms the starting<br />
point of the diagram concerning the production and treatment.<br />
Nevertheless, the diagrams in Figs. 2 and 3 represent five major<br />
categories (grey zones on Figs. 2 and 3). These five classes do not<br />
entirely correspond to the classes of 1876. The following five categories<br />
were established:<br />
1. fer (forgé) ((wrought) iron),<br />
2. fonte de fer (molten iron or cast iron),<br />
3. fer soudé (weld-iron or wrought iron),<br />
4. acier soudé (weld-steel or wrought steel),<br />
5. fer fondu and acier fondu (ingot-iron and ingot-steel).<br />
To represent the complete production process, and as there are<br />
two methods to produce iron – viz, the direct and the indirect<br />
method – we added the first two categories to our diagram. The direct<br />
method is the oldest method to produce iron. A doughy mass<br />
that comes out of the low-shaft furnace is used to produce<br />
(wrought) iron. This mass contains much slag as the iron (ore) is<br />
in direct contact with the combustion material in the low-shaft<br />
furnace and in the smith forge. By hammering it in the smith forge,<br />
the slag is expelled and the iron is purified. The resulting variable,<br />
low-quality iron is merely used for decorative ironwork. All the<br />
other types of iron and steel (weld-iron, weld-steel, ingot-iron and<br />
ingot-steel) are made by the indirect method [4,26,34]. Firstly, the<br />
iron ores were completely melted in the blast furnace until fonte<br />
(pig iron) orfer cru (crude iron) seeped out. Depending on the cooling-off<br />
period, one obtained fonte grise (grey cast iron) or fonte<br />
blanche (white cast iron). The grey cast iron was typically used to<br />
produce all sorts of castings and moulded pieces. The white cast<br />
iron on the other hand, was a refining product leading to weld-iron<br />
and weld-steel or ingot-iron and ingot-steel. Depending on the quality<br />
of the pig iron, it was also possible to get any intermediate type<br />
(e.g. fonte noire (black cast iron) orfonte truitée (mottled cast iron))<br />
(see also Tables 3 and 4) [3–5,21,26,28].<br />
A second singularity is the fact that ingot-iron and ingot-steel<br />
form just one single general class in our diagrams. The two products<br />
are different, but their production process is identical<br />
[26,28]. The difference between these two materials is solely the<br />
degree of purification and the carbon percentage, and therefore,<br />
the properties of the resulting product. Moreover, in Belgium, nobody<br />
distinguished these two materials: they were simply called<br />
acier (steel) [26]. One could make the same remark concerning<br />
weld-iron and weld-steel. Indeed, here too, the difference is the carbon<br />
percentage. However, weld-iron – or simply (wrought) iron in<br />
Belgium [26] – was well-distinguished from weld-steel. This was<br />
necessary to explain the delicate production process of acier de<br />
cémentation (blister steel). Blistering or carburization was a technique<br />
to produce steel out of weld-iron. To obtain this so-called blister<br />
steel, one had to bundle and moulder fer puddlé or fer affiné<br />
(puddled or (re)fined iron) with pieces of charcoal or bones in little<br />
closed melting pots for several days [4,15,18,21,28,34,53–55].<br />
Figs. 2 and 3 give the different products and corresponding synonyms<br />
for each generic and specific name. For example, the generic<br />
product fer soudé (weld-iron) coming out of the puddling or reverbatory<br />
furnace becomes a specific product called fer puddlé, fer<br />
doux or fer affiné (puddled iron, (re)fined iron or charcoal/grade iron).<br />
After the hammering this iron is called fer (forgé), fer de forge or fer<br />
malléable ((wrought) iron, best iron, forge iron or malleable iron).<br />
After the treatment by the forging rolls, it is then called fer laminé,<br />
fer corroyé or fer étiré (weld-iron or rolled iron). Some of these<br />
names are plain synonyms (e.g. fer forgé and fer de forge); whereas
others indicate similar products but with a slight difference (e.g. fer<br />
puddlé and fer affiné: the first one was made with cokes as combustion<br />
material and the latter one with charcoal, resulting in slightly<br />
different characteristics); or even indicate completely different<br />
products. Fer forgé for example can indicate the specific product<br />
of weld-iron that was treated by hammering (indirect method),<br />
but it can also point towards the generic product of the low-shaft<br />
furnace (direct method) or even towards the specific product coming<br />
out of the smithy forge. Therefore, attention is required when<br />
reading about the production and treatment of historic metals. This<br />
graphical scheme clarifies, better than a written document, the<br />
possible confusions.<br />
4.2. Quality (see Tables 1–6)<br />
Next to the names concerning the production and treatment,<br />
three main classifications indicate the quality of the iron and steel<br />
varieties [4,5,15,21,31,41,46].<br />
The oldest classification relates to the generic category of fer<br />
forgé (wrought iron) of the direct method in Figs. 2 and 3 (Tables<br />
1 and 2). This categorization did not provide any specific figures,<br />
but described the failure mechanism of the different iron varieties<br />
(Tables 1 and 2). In order to specify the species admitted to constructions,<br />
the engineers and smiths gave a detailed description<br />
of all the types of irons that had to be excluded from building constructions.<br />
These irons were called fers cassants, fers rouver(a)ins or<br />
fers de couleur (brittle, frangible or colour irons). The tolerated irons<br />
answered to the name of fers forts (strong irons). The fers cassants<br />
(frangible irons) could be brittle in cold state (fers tendres or brûlés<br />
– tender or burned), in warm state (fers métis – impure) or in warm<br />
M. de Bouw et al. / Construction and Building Materials 23 (2009) 2775–2787 2783<br />
Table 4<br />
Classification according to the quality – pig iron, weld-iron and weld-steel – English nomenclature.<br />
and cold state (fers aigres, secs, défectueux or mal affiné – acid, dry,<br />
defective or badly refined). Both, the fers forts (strong irons) and<br />
the fers cassants (frangible irons) could be produced rather hard or<br />
rather weak. The corresponding properties and synonyms are given<br />
in Tables 1 and 2.<br />
The second classification dates from after 1876 and treats the<br />
different classes of fer cru (pig iron) and the qualities of the resulting<br />
muck bars and finished irons (see Figs. 2 and 3) made out of fers<br />
soudés (weld-irons) and aciers soudés (weld-steels). The fers crus or<br />
fontes brutes (pig irons or crude irons) are divided into three classes<br />
(Tables 3 and 4): fonte grise (grey cast iron), fonte blanche (white cast<br />
iron) and fonte truitée (mottled cast iron). The last one being an<br />
intermediate type of the other two. The numbers in Table 3 and<br />
4 indicating these types of cast iron are only indicative, as each<br />
forge in Belgium had its own numeration. The fonte grise (grey cast<br />
iron) was used to produce all of the moulded works. A distinction<br />
was made between the fontes grises de première fusion (grey cast irons<br />
of the first melting) and the fontes grises de deuxième fusion (grey<br />
cast irons of the second melting). Irons of the second melting were<br />
used for structural pieces (columns, beams, etc.), whereas irons<br />
of the first melting were prohibited in constructions. For the production<br />
of structural pieces, very big grains were preferred: the<br />
fonte (grise) noire (black (grey) cast iron) (no. 1) being the optimum<br />
and the fonte grise truitée (mottled grey cast iron) (no. 5) the worst<br />
(see Tables 3 and 4). However, to produce other metals than fonte<br />
(molten iron), ingots of fonte blanche (white cast iron) were used.<br />
These could serve as a base to produce special molten irons – e.g.<br />
fonte trempée (chilled cast iron) orfonte malléable (malleable cast<br />
iron) (Figs. 2 and 3) – but also for all of the other sorts of iron<br />
and steel. Fonte blanche (white cast iron) was produced in four qual-
2784 M. de Bouw et al. / Construction and Building Materials 23 (2009) 2775–2787<br />
Table 5<br />
Classification according to the quality – ingot-iron and ingot-steel – original French nomenclature.<br />
ities (Tables 3 and 4): fonte blanche très forte/spiegel/manganésifère<br />
(very strong/spiegel/manganese white cast iron) (the best), fonte<br />
blanche forte ( strong/good white cast iron), fonte blanche ordinaire<br />
(ordinairy white cast iron) and fonte blanche métisse (impure white<br />
cast iron) (the poorest). The latter category had to be rejected completely<br />
from all building activities. The fontes blanches (white cast<br />
irons) were treated in the reverbatory/puddling furnace or in the<br />
Danks/rotary furnace to produce fers ébauchés or loupes (muck bars<br />
or number one irons) (Figs. 2 and 3). Depending on the type of white<br />
cast iron, muck bars with fine grains, completely fibrous, almost completely<br />
fibrous, half-granular/half-fibrous or with many and big grains<br />
were produced (Tables 3 and 4). After the hammering and the rolling<br />
(if desired), the muck bars became fers de marchand or fers finis<br />
(merchant or finished irons), respectively of superior extra, superior,<br />
very good, ordinary/merchant and inferior quality. Each of these finished<br />
irons had its own properties and specific applications as mentioned<br />
in Tables 3 and 4. For example, to create an I-section beam,<br />
ingots of ordinary white cast iron were used. These were treated to<br />
become half-granular/half-fibrous muck bars that resulted in finished<br />
irons of ordinary/merchant (no. 2) quality with an ultimate tensile<br />
stress between 250 and 320 N/mm 2 and a strain of 4–5%. In the<br />
UK this quality was called common or good iron of Staffordshire.<br />
As indicated in Tables 3 and 4, this quality was also used to produce<br />
T-sections, angle sections, girders, plates wider than 60 cm<br />
and small rails.<br />
The third and most recent classification dates from around 1888<br />
and was formulated by the S.A. Cockerill company [15]. It describes<br />
the different classes of ingot-iron and ingot-steel (Tables 5 and 6).<br />
The company proposed four classes, viz, extra-doux (extra-soft)<br />
(no. 1) (0.05–0.20% C), doux (soft) (no. 2) (0.20–0.35% C), dur (hard)<br />
(no. 3) (0.35–0.5% C), and extra-dur (extra-hard) (no. 4) (0.50–<br />
0.65% C) [15]. At present, we distinguish four similar steel classes:<br />
acierdoux/non-allié (mild/low carbon steel) (
Table 6<br />
Classification according to the quality – ingot-iron and ingot-steel – English nomenclature.<br />
clearly indicate the yield strength, the maximum percentage of<br />
phosphor, silicon and other alloys, the carbon equivalent (CEV),<br />
etc. Therefore, one could jump to conclusions when trying to<br />
match the old nomenclature with the present-day denominations.<br />
Depending on the required characteristics (strength, ductility, and<br />
workability) additional information is needed, but the production<br />
and quality schemes are interesting tools during conservation<br />
work to exclude materials and to guide someone to the group of<br />
materials that have to be considered.<br />
M. de Bouw et al. / Construction and Building Materials 23 (2009) 2775–2787 2785<br />
4.3. Form (see Figs. 4 and 5)<br />
Next to the names for the production and treatment and those<br />
indicating the quality, a specific denomination exists to designate<br />
the form of metal products. This classification only reckons with<br />
the form of the metals. Therefore, it makes no difference between<br />
iron and steel.<br />
This classification distinguishes two groups: the fers du commerce<br />
(commercial irons) and those of the petite forge (smith forge)<br />
Fig. 4. Diagram of the classification according to the form of the metals – original French nomenclature.
2786 M. de Bouw et al. / Construction and Building Materials 23 (2009) 2775–2787<br />
(Figs. 4 and 5) [4,21,26,34]. The latter category just contains decorative<br />
pieces (cramp irons, railings, etc.). The commercial irons<br />
encompass all of the construction irons. These can be divided into<br />
six classes: (1) fers marchands or grands fers en barres (merchant or<br />
big-bar irons), (2) fers platinés or petits fers en barres (small-bar irons),<br />
(3) fers étirés (drawn irons), (4) tôles (iron plates and straps),<br />
(5) fer spattlés or petites bandes (small strips) and (6) étirés en fils<br />
or fils de fer (drawn wires). The first two classes cover bar irons<br />
(square, round, flat, octagonal). However, the merchant irons possess<br />
larger sections. The drawn irons are all sorts of profiled sections<br />
(I, Z, L, T, etc.). The iron plates cover the large iron<br />
construction plates, as opposed to the small strips of the fifth class.<br />
The sixth group contains the flexible iron wires.<br />
Notwithstanding the existence of a general classification, Belgium<br />
used a proper ordering: one after the industry and another<br />
one after the administration [26]. The industrial classes correspond<br />
very well to the general classification. The Belgian industry, however,<br />
does not differ between big-bar and small-bar irons. Both<br />
are called fers marchands (merchant-bar irons). Yet, they added<br />
the class of larges plats (big flat bar irons). The drawn irons are called<br />
fers profilés (profile or section irons), the iron plates and straps are<br />
named grosses tôles de construction (thick construction sheet iron)<br />
and the small strips are called feuillards (hoop iron). Drawn wires,<br />
decorative irons, etc., form the group of the fers divers (various irons).<br />
Finally, there is one more category, viz, the tôles du commerce<br />
or poëllerie (miner’s pan iron). Contrary to the industrial classes, the<br />
Belgian administration uses just three classes: class A, B and C. Class<br />
B contains the flat irons with a width between 18 and 60 cm. Class<br />
C covers the metal sheets or plates with a width of more than<br />
60 cm. Finally, class A covers all of the forms not included by B or C.<br />
For example, a double T iron (known as an I profile) belongs to<br />
the drawn irons after the general classification of the commercial<br />
irons. Yet, in Belgium, it belongs to the profile irons according to<br />
industry and to the class A according to the administration.<br />
5. Conclusion<br />
Fig. 5. Diagram of the classification according to the form of the metals – English nomenclature.<br />
In an era of continual internationalization and growth of awareness<br />
for the re-use of cultural heritage, architects, engineers, historians,<br />
scientists, students, etc., are often confronted with specific<br />
historical terms that describe a vast range of metal materials. However,<br />
as there was no international coordinating organization controlling<br />
the nomenclature at that time, choosing a proper<br />
equivalent and translating these terms from one language to another<br />
is not evident these days (and even back then). This applies<br />
especially for the terminology of non-alloyed ferritic metals, produced<br />
between 1860 and 1914.<br />
Until the outcome of this research, no scientific overview concerning<br />
the nomenclature and properties of structural iron and<br />
steel existed. However, this kind of overview is essential for today’s<br />
scientists, architects, engineers, historians, students, etc., dealing<br />
with historic structures. Therefore, this article gave a brief overview<br />
of the world-wide and Belgian major developments of metal<br />
making during that period (Fig. 1) and described the evolution of<br />
the nomenclature and the corresponding properties of structural<br />
iron and steel by means of three diagrams concerning their production<br />
and treatment (Figs. 2 and 3), quality (Tables 1–6) and form<br />
(Figs. 4 and 5).<br />
These diagrams help people who are confronted with historic<br />
structures and literature, to identify the material, determine the<br />
different possible interpretations and the characteristics they can<br />
rely on (as far as these were specified).<br />
Acknowledgments<br />
This research is funded by the Research Foundation – Flanders<br />
(FWO).<br />
References<br />
[1] Van de Vijver D. From Nieuport to Magnel: an institutional history of building<br />
science in Belgium, 1780–1930. In: Huerta S, editor. First international<br />
congress on construction history. Spain: Instituto Juan de Herrera, Madrid;<br />
2003. p. 2055–63.<br />
[2] Demanet A. Cours de construction professé à l’école militaire de Bruxelles<br />
(1843 à 1847). Bruxelles: Delevingne et Callewaert; 1850. 560 p.<br />
[3] Law H. Manuel pratique de construction. Bruxelles: Stapleaux; 1850. 84 p.<br />
[4] Château T. Technologie du bâtiment ou étude complète des matériaux de toute<br />
espèce employés dans l’art de bâtir, vol. 2. Paris: Morel; 1866. 289 p.<br />
[5] Boudin E. Cours de technologie professé à l’école spéciale du génie civil et des<br />
arts et manufactures, vol. 1. Gand: Hoste; 1873.
[6] Matheson E. Works in iron 1873:296–331.<br />
[7] Lemoine G. Sur quelques progrès récents de la fabrication du fer et de l’acier en<br />
Angleterre. In: Annales des Ponts et Chaussées (tôme 5 – note n 12). Belgique;<br />
1875. p. 145–55.<br />
[8] Jeep W. Verwendung des Eisens beim Hochbau – Eind Handbuch. Leipzig: B.G.<br />
Teubner; 1876. p. 92–140.<br />
[9] Moerman C. Traité des construction civiles. Bruxelles; 1876. 288 p.<br />
[10] Gruner L. Note sur le vrai sens des mots FER et ACIER. In: Annales des ponts et<br />
chaussées (tôme 13 – note n 36). Belgique; 1877. p. 505–8.<br />
[11] De Vos N. Cours de construction donné de 1864 à 1874 à la section du génie de<br />
l’école d’application de Bruxelles, vol. 1–2. Bruxelles: Librairie Polytechnique<br />
de Decq & Duhent; 1879. 455 and 463 p.<br />
[12] Considère M. Mémoire sur l’emploi du fer et de l’acier dans les constructions.<br />
In: Annales des Ponts et Chaussées (tôme 9 – note no. 34). Belgique; 1884. p.<br />
574–772.<br />
[13] Aerts L. Eléments pratiques de la résistance des matériaux. Louvain: Aug.<br />
Fonteyn; 1886. 211 p.<br />
[14] Boudin E. Notes sur le cours de stabilité, vol. 2. Gand; 1887.<br />
[15] Barberot E. Traité pratique de serrurerie – Constructions en fer. Liège: Librairie<br />
Polytechnique, Baudry & Cie; 1888. 393 p.<br />
[16] Dechamps H. Les principes de la construction de charpentes<br />
métalliques. Liège: Imprimerie H. Vaillant-Carmanne; 1888. 390 p.<br />
[17] Vierendeel A. L’architecture métallique au XIXe siècle et l’exposition de 1889 à<br />
Paris. Bruxelles: Librairie Scientifique, Industrielle et Agricole E. Ramlot; 1890.<br />
99 p.<br />
[18] Launoy J. Le guide du praticien Belge dans les Constructions<br />
civiles. Louvain: Imprimerie Aug. Fonteyn; 1890. 410 p.<br />
[19] Van Drunen J. L’acier dans la construction. Bruxelles: Charles Rozez; 1892. 312<br />
p.<br />
[20] Delporte J. Formules et tableaux pratiques. Liège: H. Vaillant-Carmanne; 1895.<br />
134 p.<br />
[21] Combaz P. La construction: principes et applications, vol. 1, part 2. Bruxelles: E.<br />
Lyon-Claesen; 1895. 441 p.<br />
[22] Combaz P. La construction: principes et applications, vol. 2, part 3 and<br />
4. Bruxelles: E. Lyon-Claesen; 1897.<br />
[23] Combaz P. La construction: principes et applications, vol. 3, part 7. Bruxelles-<br />
Liège-Paris: J-G. Pieper-Ch. Desoer - H. Dunod & E. Pinat; 1897. 290 p.<br />
[24] Flamant A. Stabilité des constructions – résistance des matériaux. Paris-<br />
Liège: Librairie Polytechnique Baudry et Cie; 1897. 674 p.<br />
[25] Cloquet L. Traité d’Architecture, 1–2. Paris-Liège: Librairie Polytechnique<br />
Baudry et Cie; 1898.<br />
[26] Vierendeel A. La construction architecturale en fonte, fer et acier. Bruxelles-<br />
Louvain-Paris; 1902. 879 p.<br />
[27] Howe M, Sauveur A. Über die einheitliche Nomenklatur von Eisen und Stahl.<br />
In: Internationaler Verband für die Materialprüfungen der Technik – V.<br />
Kongress. Denmark: Kopenhagen; 1909. p. VIII2/1–24.<br />
[28] Francken D. La construction civile – Les matériaux et leur mise en<br />
oeuvre. Anvers: Imprimerie De Vlijt; 1910. 753 p.<br />
[29] Barberot E. Traité pratique de charpente. Paris-Liège: Librairie Polytechnique<br />
Ch. Béranger; 1911. 600 p.<br />
[30] Renaud V. Théorie des Alliages et Notions de Métallographie. Gand; 1911. p.<br />
94–102.<br />
[31] Aerts L. Eléments pratiques de la résistance des matériaux. Louvain-Paris-<br />
Liège: J. Wouters-Ickx - Ch. Béranger; 1911. 417 p.<br />
[32] Nachtergal A. Charpentes métalliques – Calculs et construction, vol.<br />
1. Morlanwelz: Victor Adam; 1912. 24 p.<br />
[33] Zwiers L. Handboek der burgerlijke bouwkunde: deel III –<br />
IJZERCONSTRUCTIES. Amsterdam: N.V. Uitgevers-maatschappij v/h. Van<br />
Mantgem & De Does; 1916. 363 p.<br />
[34] Van Der Veen HJ, Van Der Veen WA. IJzerconstructies. Amsterdam-<br />
Antwerpen: Boekhandel-uitgeverij ‘De Techniek’/LJ Veen; 1919. 424 p.<br />
M. de Bouw et al. / Construction and Building Materials 23 (2009) 2775–2787 2787<br />
[35] Capiau H. L’Évolution de l’industrie du Charbon en Belgique. In: Mémorial du<br />
Centenaire de l’Indépendance de la Belgique. Bruxelles: Société belge des<br />
Ingénieurs et des Industriels; 1930. p. 81–106.<br />
[36] Boël R. L’Évolution de la Sidérurgie. In: Mémorial du Centenaire de<br />
l’Indépendance de la Belgique. Bruxelles: Société belge des Ingénieurs et des<br />
Industriels; 1930. p. 265–98.<br />
[37] Nachtergal A. Charpentes métalliques – Calculs et<br />
construction. Bruxelles: Editions Bieleveld; 1937. 1004 p.<br />
[38] De Sy A. Beginselen van algemene metallurgie en siderurgie. Gent: NICI; 1965.<br />
364 p.<br />
[39] Beckett D. Great buildings of the world – bridges. United Kingdom: The<br />
Hamlyn Publishing Group Limited; 1969. 191 p.<br />
[40] Van Overmeire M. Staal en gietijzer. <strong>Brussel</strong>: VUB-Press; 1980. p. 2.2–.6.<br />
[41] Lemoine B. L’architecture du fer en France: XIXe siècle. France: Editions du<br />
Champ Vallon; 1986. 322 p.<br />
[42] Misa TJ. Controversy and closure in technological change: constructing ‘‘steel”.<br />
In: Bijker W, Law J, editors. Shaping technology/building society – studies in<br />
sociotechnical change. Cambridge: MIT Press; 1992. p. 109–39.<br />
[43] Friedman D. Historical building construction – design, materials and<br />
technology. New York, London: W.W. Norton & Company; 1995. 238 p.<br />
[44] Maarschalkerwaart HMCM. Slaan, trekken en vloeien. In: Bouwen met staal,<br />
1996, januari/februari; 1996. p. 28–35.<br />
[45] Bussel M. Appraisal of existing iron and steel structures. Ascot-Berkshire: The<br />
Steel Construction Institute; 1997. 170 p.<br />
[46] Halleux R. Cockerill – Deux siècles de technologie. Alleur-Liège: Éditions du<br />
Perron; 2002. 224 p.<br />
[47] Cotton Times. Understanding the industrial revolution, engineers: the darby<br />
dynasty of iron masters. ; 2002.<br />
[48] The Open Door Website. The industrial revolution: iron and steel manufacture.<br />
; 2002.<br />
[49] Réhabilitation des ouvrages en acier. Paris: CTICM & OTUA; 2004.<br />
[50] Walker B. Corrugated iron and other ferrous cladding. TAN 29, historic<br />
Scotland – technical conservation. Edinburgh: Research and Education<br />
Division; 2004. 54 p.<br />
[51] Evans C, Rydén G, editors. The industrial revolution in iron – the impact of<br />
British coal technology in nineteenth-century Europe. Aldershot: Ashgate<br />
Publishing Limited; 2005. 200 p.<br />
[52] Belhoste J. La question de l’acier en France au XVIIIème siècle: l’histoire d’un<br />
rendez-vous manqué entre science et industrie. In: Perez L, editor. Colloque<br />
international ‘‘L’acier en Europe avant Bessemer”. Paris: Cnam, in press.<br />
[53] Evans C. Steel in Britain before Benjamin Huntsman: the manufacture and<br />
consumption of steel in the early eighteen century. In: Perez L, editor. Colloque<br />
international ‘‘L’acier en Europe avant Bessemer”. Paris: Cnam, in press.<br />
[54] Onger S. La production d’acier à Brescia: entre procédés traditionnels et<br />
tentatives d’innovation (fin XVIIIe-début XIXe siècles). In: Perez L, editor.<br />
Colloque international ‘‘L’acier en Europe avant Bessemer”. Paris: Cnam, in<br />
press.<br />
[55] Rosenberger G. Production et usage de l’acier en France au XVIIIe siècle –<br />
Tentative de bilan. In: Perez L, editor. Colloque international ‘‘L’acier en Europe<br />
avant Bessemer”. Paris: Cnam, in press.<br />
[56] Serneels V. A propos de la qualité des fers produits par la méthode directe de<br />
reduction. In: Perez L, editor. Colloque international ‘‘L’acier en Europe avant<br />
Bessemer”. Paris: Cnam, in press.<br />
[57] Linters A. Bouwen in de industriële tijd: een evenwicht tussen noden en<br />
mogelijkheden. Unpublished, s.d.<br />
[58] de Bouw M, Wouters I, Vereecken J, Lauriks L. Iron and steel varieties between<br />
1860 and 1914: survey of the Belgian nomenclature. In: Brebbia CA, editor.<br />
Proceedings of international conference on structural studies, repairs and<br />
maintenance of heritage architecture X, vol. 1. Southampton: WIT Press; 2007.<br />
p. 267–77.