Bauingenieurwesen und Gebäudetechnik

In den Jahrzehnten um die amerikanische Revolution von den 1760er Jahren bis etwa 1820 gab es nur wenige Fortschritte in der Gebäudetechnik. Wo Veränderungen auftraten, waren sie oft klein, lokal und inkrementell. Die Gebäude des frühen neunzehnten Jahrhunderts sehen anders aus als ihre kolonialen Gegenstücke, ein Produkt neuer republikanischer Sensibilität, das die kunstvollen Details des klassischen georgianischen Stils reduzierte und durch die einfacheren Linien des föderalen Stils ersetzte. Trotz der veränderten Erscheinung wurden Gebäude der neuen amerikanischen Nation mit denselben traditionellen Techniken errichtet, die seit Generationen verwendet wurden.

Baustoffe

Die Verfügbarkeit von Holz und die frühe Entwicklung von Sägewerken machten Holz im frühen Amerika zum Baumaterial der Wahl. Mitte des achtzehnten Jahrhunderts ermöglichten standardisierte Konventionen für Größe und Qualität von Schnittholz Ferntransaktionen, und ein komplexes System von Sägern, Agenten und Brettergärten beförderte Holz vom Holzgrundstück in die Städte, in denen gebaut wurde. Die meisten Bauherren gestalteten ihre Gebäude aus schnellen Skizzen und traditionellen mentalen Vorlagen und ersetzten formellere schriftliche Zeichnungen und Entwürfe durch Kreativität, Intuition und Erfahrung. In den 1760er Jahren wurden in den Kolonien Architekturbücher aus England erhältlich, die ein höheres Maß an Einheitlichkeit und Standardisierung in hochkarätigen städtischen Elitegebäuden förderten. In den 1790er Jahren wurden die Muster von Handwerkern aller Klassen verwendet, und englische Architekturkonventionen beeinflussten zunehmend auch die einheimischen Bautechniken und -entwürfe auf dem Land.

Die meisten Holzkonstruktionen waren mit schweren handgefertigten Pfosten und Balken eingerahmt, die durch handgeschnitzte Einsteck- und Zapfenverbindungen miteinander verbunden, mit Ummantelungen und Schindeln bedeckt und mit handgespaltenen Holzschindeln überdacht waren. Die Rahmen wurden oft in der Mühle oder im Schreinerhof zu Unterbaugruppen zusammengefügt, dann markiert, zerlegt und auf die Baustelle gebracht. Auf dem Gelände rekonstruierten die Bauherren die Unterbaugruppen und überwachten dann die Aufzucht, bei der die örtlichen Stadtbewohner einen Tag lang zusammenkamen, um die Seiten nach oben zu ziehen und den Dachrahmen zu befestigen. Das Anheben eines Rahmens war eine gefährliche Angelegenheit, daher war es wichtig, dass alle Beteiligten verstanden, wie der Rahmen zusammenpassen sollte. Infolgedessen wirkte die Tradition des Hausbaus gegen Innovationen bei der Gestaltung. Mit den Fortschritten in der Sägewerkstechnologie in den 1790er Jahren ersetzten gesägte Rahmenelemente zunehmend gehauene Hölzer und trugen zum Bauboom dieses Jahrzehnts bei. Maschinengeschnittene Nägel, eine billige Alternative zu den seit Jahrhunderten verwendeten handgeschmiedeten Nägeln, wurden auch im ersten Jahrzehnt des XNUMX. Jahrhunderts weit verbreitet. Die Verfügbarkeit von Schnittholz und Nägeln führte zu einer wirtschaftlicheren Konstruktion mit verspannten Rahmen, bei der ein Teil des schweren Holzrahmens durch kleinere, standardisierte Stollen ersetzt wurde, die durch Nägel anstatt durch handgeschnitzte Gelenke befestigt waren.

Im mittleren Atlantik und im Süden wurde viel Ziegel gebaut, insbesondere in Städten wie Philadelphia und Baltimore, wo aus Ziegeln ganze Häuserblöcke von Reihenhäusern gebaut wurden. Im Nordosten gab es nur wenige Ziegelkonstruktionen, hauptsächlich aufgrund des Fehlens des Kalksteins, der sowohl für Mörtel als auch für Gips erforderlich war. Die Ausnahme bildete der Schornsteinbau, bei dem ab dem späten 1800. Jahrhundert überall Ziegel verwendet wurden. Ziegelgewölbe, die um 1815 die Trümmerfundamente unter den Schornsteinen ersetzt hatten, bildeten sowohl ein stärkeres Fundament als auch einen eingebauten Kellerraum. Die Ziegelherstellung war eine alte Kunst, und in dieser Zeit gab es nur wenige Abweichungen vom traditionellen Produktionsprozess. Die einzige wirkliche Neuerung kam XNUMX mit der Verbrennung von anthrazitfarbener Kohle und Holz in den Öfen. Die Kombination erzeugte etwas minderwertige Ziegel und Mörtel, reduzierte jedoch den Zeit- und Kostenaufwand erheblich.

Die meisten Fundamente aus dem 1790. Jahrhundert bestanden entweder aus gepackter Erde oder aus locker sitzenden Steinen und Felsbrocken, die durch Mörtel miteinander verbunden waren. In den XNUMXer Jahren ermöglichten verbesserte Steinbruch- und Spalttechniken den Bauherren, Fundamente mit gehauenen Granitplatten zu verschließen, was die Haltbarkeit und Stabilität erheblich verbesserte. In diesem Jahrzehnt wurden auch Techniken zum Fräsen und Schneiden von Steinen perfektioniert, was zu einer verstärkten Verwendung von Granit und Marmor sowohl für strukturelle als auch für dekorative Zwecke führte.

Industrialisierung und Transformation

In den 1820er und 1830er Jahren erlebte die Gebäudetechnik einen dramatischen Wandel. Sägewerke begannen, alte Auf- und Ab-Sägen, die nur im Abwärtshub schnitten, durch die neue und produktivere Kreissäge mit kontinuierlichem Schneiden zu ersetzen. Infolgedessen wurden gesägte Rahmen, Schindeln und Latten für Gips viel billiger und weit verbreiteter als ihre handgefertigten Vorgänger. Dampfbetriebene Sägewerke befreiten die Säger von ihrer Abhängigkeit vom saisonalen Wasserfluss. Neue Nagelkopfmaschinen machten das Schneiden von Nägeln noch wirtschaftlicher, und die Erfindung der Hobelmaschinen reduzierte die Zeit und das Können, die zum Kalibrieren von Brettern und zum Herstellen von Endbearbeitungsarbeiten erforderlich waren, erheblich. Tischler-Bauherren wechselten vom Schreiberregel-Maßsystem, bei dem einzelne Rahmenelemente bearbeitet und in Bezug zueinander angepasst wurden, zur quadratischen Regel, die die Standardisierung und die Austauschbarkeit von Rahmenelementen betonte. Diese technologischen Entwicklungen, verbunden mit der Notwendigkeit eines schnellen und billigen Aufbaus an der expandierenden amerikanischen Grenze, führten zur Erfindung des Ballonrahmenbaus. Der Ballonrahmen wurde erstmals 1833 in Fort Dearborn in der Nähe von Chicago verwendet und ersetzte die Pfosten, Balken und Streben durch Reihen kleinerer, leichterer Stollen, Sparren und Balken, die vollständig von Nägeln und nicht von handgeschnitzten Gelenken zusammengehalten wurden.

Dampfmaschinen erleichterten das Heben und Schneiden in Steinbrüchen, und Schiefer wurde zu einem immer beliebteren Dachmaterial, insbesondere in Städten, in denen sich Holzschindeldächer als gefährliche Brandgefahr erwiesen hatten. Die maschinelle Ziegelherstellung, die Verwendung von gegossenem Zement im Bauwesen und Strukturen mit Eisenrahmen begannen Ende der 1820er Jahre. Die Entwicklung praktischer Gusseisenöfen in den frühen 1830er Jahren befreite die Bauherren von den Einschränkungen der Grundrisse, die durch die frühere Notwendigkeit eines Kamins in jedem Raum auferlegt wurden. Den Bauherren standen mehr Auswahlmöglichkeiten zur Verfügung, aber die Technologie und die Baupraktiken der 1820er und 1830er Jahre verwandelten das Gebäude auch von einem traditionellen Handwerksbetrieb in einen Betrieb im Fabrikstil. Obwohl an vielen Orten, insbesondere auf dem Land, die einheimischen und handgefertigten Baupraktiken während eines Großteils des neunzehnten Jahrhunderts fortgesetzt wurden, führte die Industrialisierung am Ende der frühen nationalen Periode zu effizienteren und standardisierten Gebäudetechnologien, die den Bedürfnissen der Bevölkerung entsprachen schnell wachsende Nation.