Betonarme elemanların tasarımı ve değerlendirmesi normalde kesit (1D eleman) veya nokta (2D eleman) düzeyinde yapılır. Bu yöntem, yapısal tasarıma ilişkin tüm standartlarda (örn. EN 1992-1-1 veya ACI 318-19) açıklanmıştır ve günlük inşaat mühendisliği uygulamalarında kullanılır. Ancak yöntemin yalnızca düzlem gerinim dağılımına ilişkin Bernoulli-Navier hipotezinin geçerli olduğu bölgelerde (B-bölgeleri olarak adlandırılır) kabul edilebilir olduğu her zaman bilinmemekte veya dikkate alınmamaktadır. Bu hipotezin geçerli olmadığı yerlere süreksizlik veya bozulmuş bölgeler (D-bölgeleri) denir. 1D elemanlara ait B ve D bölgelerinin örnekleri (Şekil 1)'de verilmiştir. Bunlar örneğin mesnet bölgeleri, tekil yüklerin uygulandığı kısımlar, kesitte ani değişimin meydana geldiği yerler, boşluklar vb. alanlardır. Betonarme yapıları tasarlarken perdeler, köprü diyaframları, konsollar gibi çok sayıda başka D-bölgesiyle de karşılaşırız.
Geçmişte süreksizlik bölgelerinin boyutlandırılması için yarı deneysel tasarım kuralları kullanılmıştır. Neyse ki bu kuralların yerini son on yıllarda büyük ölçüde Çubuk model yöntemi (Schlaich vd., 1987) ve gerilme alanları (Marti 1985) almıştır. Bunlar güncel tasarım yönetmeliklerinde yer almakta ve günümüzde tasarımcılar tarafından sıklıkla kullanılmaktadır. Bu modeller mekanik açıdan tutarlı ve güçlü araçlardır. Gerilme alanlarının genel olarak sürekli veya süreksiz olabileceğini ve çubuk model yöntemi modellerinin süreksiz gerilme alanlarının özel bir durumu olduğunu unutmayınız.
Son on yıllarda hesaplama araçlarındaki gelişime rağmen Çubuk model yöntemi modelleri hâlâ esas olarak elle hesap olarak kullanılmaktadır. İterasyon gerektirmesi ve birden fazla yük durumunun dikkate alınması gerektiği için gerçek yapılara uygulanması zahmetli ve zaman alıcıdır. Ayrıca bu yöntem, kullanılabilirlik kriterlerinin (deformasyonlar, çatlak genişlikleri vb.) kontrolü için uygun değildir.
İnşaat mühendislerinin D-bölgelerini tasarlamak için güvenilir ve hızlı bir araca duyduğu ilgi, düzlem içi yüklemeye maruz yapısal betonarme elemanların otomatik tasarımına ve değerlendirmesine olanak tanıyan, bilgisayar destekli gerilme alanı tasarım yöntemi olan yeni Uyumlu Gerilme Alanı Yöntemi'nin geliştirilmesi kararına yol açmıştır.
Uyumlu Gerilme Alanı Yöntemi (CSFM), klasik gerilme alanı çözümlerinin kinematik hususlarla, yani gerinim durumunun yapı genelinde değerlendirilmesiyle tamamlandığı, sürekli SE tabanlı bir gerilme alanı analiz yöntemidir. Bu nedenle betonarmenin etkin basınç dayanımı, basınç yumuşamasını (Vecchio ve Collins 1986; Kaufmann ve Marti 1998) dikkate alan basınç alanı analizlerine ve EPSF yöntemine (Fernández Ruiz ve Muttoni 2007) benzer şekilde, enine gerinim durumuna bağlı olarak otomatik olarak hesaplanabilir. Ayrıca CSFM, elemanlara gerçekçi rijitlikler sağlayan çekme rijitliğini dikkate alır ve önceki yaklaşımlarla tutarlı biçimde ele alınmayan tüm tasarım yönetmeliği hükümlerini (kullanılabilirlik ve deformasyon kapasitesi hususları dahil) kapsar. CSFM, tasarım standartlarında betonarme ve donatı için verilen yaygın tek eksenli malzeme bünye yasalarını kullanır. Bunlar tasarım aşamasında bilinmektedir ve kısmi güvenlik katsayısı yönteminin kullanılmasına olanak tanır. Bu nedenle tasarımcıların, doğrusal olmayan SE analizleri için genellikle gerekli olan ilave ve çoğunlukla keyfi malzeme özelliklerini girmesine gerek kalmaz. Bu da yöntemi mühendislik uygulamaları için son derece uygun hale getirir.
Bilgisayar destekli gerilme alanlarının inşaat mühendisleri tarafından kullanımını teşvik etmek için bu yöntemlerin kullanıcı dostu yazılım ortamlarında uygulanması gerekir. Bu amaçla CSFM, IDEA StatiCa Detail içinde uygulanmıştır; bu, DR-Design Eurostars-10571 projesi kapsamında ETH Zurich ve IDEA StatiCa yazılım şirketi tarafından birlikte geliştirilen yeni ve kullanıcı dostu bir ticari yazılımdır.
