Un cantilever è una trave che è supportata solo da un’estremità e porta un carico all’altra estremità. I cantilever sono spesso utilizzati in architettura, in quanto consentono strutture a sbalzo che non necessitano di essere sostenute dall’esterno. In molti casi, gli edifici parzialmente costruiti creano cantilever che consentono ai costruttori di lavorare senza bisogno di falsi lavori. Le ali degli aeroplani sono anche cantilever, poiché di solito sono supportate solo dal corpo dell’aereo.
Poiché è supportata solo un’estremità della trave, un cantilever è tipicamente sottoposto a una grande quantità di stress. La metà superiore di un cantilever subisce sollecitazioni di trazione, che allungano le fibre della trave. La metà inferiore è sottoposta a sollecitazione di compressione, che comprime le fibre. Se non è in grado di gestire tutte le sollecitazioni, un cantilever potrebbe inarcarsi verso il basso o addirittura rompersi. Pertanto, ingegneri e architetti lavorano per progettare travi e bilanciare i carichi in modo tale da non soffrire di tali problemi strutturali.
A volte, i cantilever vengono utilizzati nella costruzione di ponti. Un tale tipo di ponte è noto come ponte a sbalzo. Un semplice ponte a sbalzo è costituito da due cantilever che si incontrano al centro dell’area da attraversare. I cantilever sono tipicamente costruiti in acciaio strutturale o cemento e possono sostenere carichi significativi, come il traffico veicolare sostenuto. Questi ponti sono spesso più facili da progettare rispetto ad altri ponti, poiché supportano il proprio peso e richiedono poco o nessun falso per mantenerli intatti durante la costruzione.
Le ali della maggior parte degli aerei moderni sono a sbalzo, poiché sono integrate nel corpo dell’aereo ma non sono supportate all’estremità. Gli aerei precedenti erano generalmente progettati con due o più ali su ciascun lato che si sostenevano a vicenda, come una capriata su un ponte. Questa configurazione biplano, tuttavia, ha causato un flusso d’aria sfavorevole e ha ridotto l’efficacia del velivolo. L’uso di una singola ala a sbalzo su ciascun lato dell’aereo tende a ridurre il peso totale dell’aereo e ad aumentare la massima velocità ed efficienza potenziale.
I cantilever sono stati utilizzati per molti scopi nella scienza e nell’ingegneria. Sono stati utilizzati per contenitori, mobili, strutture microelettriche, balconi e molte altre cose. Una sedia a sbalzo, ad esempio, non ha gambe posteriori. le sue gambe anteriori sono supportate da una superficie piana di qualche tipo sul fondo e il sedile della sedia non è supportato nella parte posteriore. Tali sedie in genere funzionano grazie ai materiali di qualità superiore con cui sono progettate.