在你提到的三个中,我会选择普拉特桁架:



在大多数情况下,您可以使用全长牙签,并且更容易构建。
宾夕法尼亚小桁架的问题:将正确构建拱形部分。我认为工艺上的困难将超过拱门提供的好处。



在牙签规模上,巴尔的摩桁架与普拉特桁架相同,但张力(读取对角线)构件的无支撑长度较短。如果您的桥梁仅由重力加载(与风抬升力或地震力相反),则长对角线构件的额外支撑不会为增加的重量提供足够的强度。



以上陈述是我的观点。如果这真的是一个科学项目,我建议同时建造巴尔的摩和普拉特,看看哪个更重(使用相同数量的牙签)。
根据我的经验,最简单和最有效的将是 Warren 桁架,但它是一种变体,因此它的横截面实际上是三角形的 - 与您在真正的桥梁中看到的桁架侧实际上是垂直的并且需要在两者中支撑顶部和底部。
这是我在 Arch 学校使用过的设计,我能够容纳多个(我认为是 x12)全尺寸的砖块。第二个用描图纸包裹的相同结构实际上能够在坠毁之前容纳 19 块砖。下面的 Sketchup 模型不是按比例绘制的,但您可以对其进行扩展以满足您的跨度和坚持 # 要求。



它实际上是由 3x 主要组件组成的:桁架的“侧面”本身是完全三角形的,就像姐妹梁一样,底部是 2x 侧面的交叉支撑。






2x 侧面组件的确切角度实际上取决于您的棍子/牙签的长度 - 请记住,每个连接点或“节点”都需要在 3D 中进行三角剖分,正如我试图在下面的部分中说明的那样:



确保使用正确混合的环氧树脂胶。固化需要时间,但它很容易成为最好的抗剪切粘合方法。其次是木胶。 CA(速溶)胶水很快,但不能承受桥梁对它们的要求那么好。一种好的胶水会超过它所粘在一起的木材的抗拉和抗剪强度——也就是说,粘合剂应该在木材本身断裂后断裂,而不是相反。
给你的棍子/牙签一些良好的重叠 - 至少在平行的成员中,否则胶水将没有足够的表面来粘附。
以 3D 形式对所有连接进行三角测量。
为了获得最大的强度 - 如果它符合您的“比赛”规则,您可以用纸巾或描图纸包裹组件。
这就是我在我的建筑学校建造的最后一个建筑的方式(跨度 36 英寸):


由于负载位于中心点,我将使桁架在那里最深,向末端更浅。上弦杆不必弯曲,因为它有时是真实世界的结构,因为真实世界的结构沿整个长度承载载荷。
跨度与深度的比率应该在 6 左右。确切的值并不重要。
腹板支架应像 Pratt 或 Warren 桁架中的那样布置。另一种轻型布置是 X 支撑 - 就像两个重叠和移位的 Warren 桁架,但压缩支撑必须比张力支撑更重。任何对角线的角度应该在 30 到 60 度之间。您在现实世界结构中看到的其他腹板支撑布置解决了模型中不存在的现实世界问题。
桁架桥 - 维基百科
为了支持道路,现实世界的结构必须是 3 维的。由于您只需要支持点负载,因此您没有此约束。但是,您仍然必须阻止上弦在压缩下弯曲并侧向翻转。这称为横向扭转屈曲。



最容易描述的选项是制作三角形横截面的桥,底部有顶点。水平顶部桁架中的支撑可以是轻量级的。
另一种选择是使主结构平面,但有一个轻量级的水平桁架,以防止上弦杆侧向翻转。这不必太宽,中间可以比两端更宽。
这是一个有趣的!在现实生活中,您会坐下来为您的桥梁或其他结构考虑许多不同的桁架类型。桁架的选择取决于许多因素。但是在这种情况下,您所担心的只是支撑的重量与“桥梁”重量的比例。您还知道负载(可能)施加在中间。所以你现在的目标是确保每根棍子都承载尽可能多的负载。这就是使“桁架”“高效”的方式。在这种情况下,您可以简单地使用 A 型桁架或所谓的 A 型框架。