Việc thiết kế và đánh giá các cấu kiện bê tông thường được thực hiện ở cấp độ tiết diện (cấu kiện 1D) hoặc cấp độ điểm (cấu kiện 2D). Quy trình này được mô tả trong tất cả các tiêu chuẩn thiết kế kết cấu, ví dụ trong (EN 1992-1-1 hoặc ACI 318-19), và được sử dụng trong thực hành thiết kế kết cấu hằng ngày. Tuy nhiên, không phải lúc nào người ta cũng biết hoặc tuân thủ rằng quy trình này chỉ được chấp nhận ở những vùng áp dụng được giả thuyết Bernoulli-Navier về phân bố biến dạng phẳng (gọi là vùng B). Những vị trí mà giả thuyết này không áp dụng được gọi là vùng gián đoạn hoặc vùng nhiễu loạn (vùng D (vùng gián đoạn)). Ví dụ về vùng B và vùng D của các cấu kiện 1D được thể hiện trong (Hình 1). Đó là các vùng gối tựa, các vị trí đặt tải trọng tập trung, các vị trí tiết diện thay đổi đột ngột, các lỗ mở, v.v. Khi thiết kế các kết cấu bê tông, chúng ta còn gặp nhiều vùng D (vùng gián đoạn) khác như tường, dầm ngang cầu, con sơn, v.v.
Trước đây, các quy tắc bán thực nghiệm được dùng để tính toán kích thước các vùng gián đoạn. May mắn thay, trong những thập kỷ qua, các quy tắc này phần lớn đã được thay thế bằng các mô hình thanh chống - giằng (Schlaich et al., 1987) và các trường ứng suất (Marti 1985). Các phương pháp này có trong các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành và hiện được các nhà thiết kế sử dụng thường xuyên. Những mô hình này nhất quán về mặt cơ học và là các công cụ mạnh. Lưu ý rằng các trường ứng suất nhìn chung có thể liên tục hoặc không liên tục, và các mô hình thanh chống - giằng là một trường hợp đặc biệt của các trường ứng suất không liên tục.
Bất chấp sự phát triển của các công cụ tính toán trong những thập kỷ qua, các mô hình thanh chống - giằng về cơ bản vẫn được sử dụng như tính toán thủ công. Việc áp dụng chúng cho các kết cấu thực tế rất tẻ nhạt và tốn thời gian, vì cần thực hiện lặp và phải xét nhiều trường hợp tải. Hơn nữa, phương pháp này không phù hợp để kiểm tra các tiêu chí sử dụng (biến dạng, bề rộng vết nứt, v.v.).
Nhu cầu của các kỹ sư kết cấu về một công cụ nhanh và đáng tin cậy để thiết kế các vùng D (vùng gián đoạn) đã dẫn đến quyết định phát triển Phương pháp trường ứng suất tương thích mới. Đây là phương pháp thiết kế trường ứng suất có sự hỗ trợ của máy tính, cho phép thiết kế và đánh giá tự động các cấu kiện bê tông kết cấu chịu tải trọng trong mặt phẳng.
Phương pháp trường ứng suất tương thích (CSFM) là phương pháp phân tích trường ứng suất liên tục dựa trên phần tử hữu hạn (FE), trong đó các lời giải trường ứng suất kinh điển được bổ sung bằng các xét đến yếu tố động học, tức là trạng thái biến dạng được đánh giá trên toàn bộ kết cấu. Do đó, cường độ chịu nén hữu hiệu của bê tông có thể được tính tự động dựa trên trạng thái biến dạng ngang, tương tự như trong các phân tích trường nén có xét đến mềm hóa do nén (Vecchio và Collins 1986; Kaufmann và Marti 1998) và phương pháp EPSF (Fernández Ruiz và Muttoni 2007). Ngoài ra, CSFM xét đến tăng cứng do kéo, cung cấp độ cứng thực tế cho các phần tử, và bao quát mọi quy định của tiêu chuẩn thiết kế (bao gồm các khía cạnh về trạng thái sử dụng và khả năng biến dạng) mà các phương pháp trước đây chưa xử lý một cách nhất quán. CSFM sử dụng các quan hệ cấu thành một trục thông dụng do các tiêu chuẩn thiết kế quy định cho bê tông và cốt thép. Các quan hệ này đã được biết ở giai đoạn thiết kế, cho phép sử dụng phương pháp hệ số an toàn riêng phần. Do đó, nhà thiết kế không phải cung cấp thêm các đặc trưng vật liệu, thường mang tính tùy ý, như thường được yêu cầu đối với các phân tích FE phi tuyến, khiến phương pháp này hoàn toàn phù hợp với thực hành thiết kế.
Để thúc đẩy việc các kỹ sư kết cấu sử dụng các trường ứng suất có sự hỗ trợ của máy tính, các phương pháp này cần được triển khai trong các môi trường phần mềm thân thiện với người dùng. Vì mục đích đó, CSFM đã được triển khai trong IDEA StatiCa Detail; một phần mềm thương mại mới, thân thiện với người dùng, do ETH Zurich và công ty phần mềm IDEA StatiCa cùng phát triển trong khuôn khổ dự án DR-Design Eurostars-10571.
