He notado que en muchas bicicletas (aunque ciertamente no en todas), el soporte del asiento y el tubo inferior son paralelos o casi paralelos. ¿Hay alguna razón estructural por la que un fabricante pueda hacer esa elección o es una elección más o menos arbitraria?
Los dos no están directamente relacionados. En un cuadro de diamante convencional, el ángulo del tubo descendente depende de la longitud del tubo superior y del tubo del sillín y, por supuesto, del ángulo del tubo del sillín. La longitud del tirante del asiento depende de la longitud y el ángulo del tubo del asiento y de la longitud del tirante de la cadena.
Obviamente, los dos "comparten" la longitud y el ángulo del tubo del asiento (que está relacionado en parte con el "tamaño" general de la bicicleta), pero la longitud del tubo superior está determinada por el "alcance" deseado de la bicicleta, mientras que la longitud de la vaina de la cadena está determinada por la distancia entre ejes total deseada (más larga para bicicletas de carretera, por ejemplo), y el tamaño de la rueda y el espacio libre deseado (por ejemplo, para guardabarros) entre la rueda y el tubo del asiento.
Si observa las imágenes de Google para bicicletas, verá una amplia variación en los ángulos relativos. Por lo general, el tirante del asiento está en un ángulo más pronunciado que el tubo inferior.
Si bien no soy un constructor de marcos ni ningún tipo de ingeniero, puedo señalar un par de razones:
Geometría : El ángulo de las vainas del sillín está directamente relacionado con la longitud de las vainas, que juegan un papel importante en la "sensación" de una bicicleta. Además, la longitud de la vaina cambia proporcionalmente con el tubo inferior a medida que cambia el tamaño de la bicicleta; por lo tanto, todos los tamaños de marco conservarán aproximadamente la misma forma.
Estética : se considera que las líneas paralelas son más atractivas visualmente. Mire cualquier ejemplo de arquitectura o ingeniería clásica y verá las líneas.
Estoy seguro de que también hay algunas razones estructurales sobre el equilibrio de fuerzas y tensiones en la bicicleta (lo que probablemente explica por qué los soportes del asiento generalmente se encuentran con el tubo del asiento en el mismo lugar que el tubo superior).
Sí, diría que hay razones estructurales para que esas líneas sean más o menos paralelas y no es arbitrario. (Aunque la utilidad de mi respuesta depende un poco de mi interpretación de su frase "casi así").
Creo que los ángulos similares de los tubos que mencionas tienen más que ver con la fuerza de los triángulos y el diseño del cuadro de bicicleta clásico y omnipresente "diamante" que utiliza esos triángulos de tal manera que se adaptan al tamaño de rueda que actualmente es popular en un configuración estructuralmente sólida.
El marco de diamante también tiene cierta economía de materiales, con el objetivo de dibujar líneas rectas de un punto a otro, creando esos triángulos de manera eficiente.
Hay novedad y utilidad en otros diseños (cuadros paso a paso, bicicletas plegables), pero hay compensaciones y consideraciones que evitan que las elecciones de geometría sean arbitrarias.