工作流程与目标
CSFM（协调应力场法）中钢筋设计工具的目标是帮助设计人员高效确定钢筋的位置和所需用量。以下工具可在此过程中为用户提供辅助和指导：线性计算和拓扑优化。
钢筋设计工具采用的本构模型比结构最终验算所用的模型更为简化。因此，此步骤中的钢筋定义应视为预设计，需在最终验算步骤中确认或调整。图 3 所示模型为一根变截面简支梁的一端，承受均布荷载，下文将以该模型说明各种钢筋设计工具的使用。
Fig. 3Model used to illustrate the use of the reinforcement design tools.
线性分析
线性分析采用线弹性材料特性，并忽略混凝土区域内的钢筋。因此，该计算速度非常快，可初步判断拉力区和压力区的位置。此类计算的示例见图 4。
Fig. 4Results from the linear analysis tool for defining reinforcement layout
(red: areas in compression, blue: areas in tension).
拓扑优化
拓扑优化是一种方法，旨在针对特定荷载工况，在给定体积内寻找材料的最优分布。Idea StatiCa Detail 中实现的拓扑优化采用线性有限元模型。每个有限单元的相对密度可在 0 至 100 % 之间取值，表示所用材料的相对数量。这些单元密度即为优化问题中的优化参数。如果材料分布使系统的总应变能最小，则认为该分布对于给定荷载组合是最优的。根据定义，最优分布同时也是在给定荷载下刚度最大的几何形状。
迭代优化过程从均匀的密度分布开始。 计算针对多个总体积分数（20%、40%、60% 和 80%）进行，用户可据此选择最实用的结果。所得形状由包含压杆和拉杆的桁架组成，代表给定荷载工况下的最优形状（图 5）。
Fig. 5Results from the topology optimization design tool with 20% and 40% effective volume
(red: areas in compression, blue: areas in tension).
