Phương pháp CBFEM (Component Based Finite Element Model) cho phép phân tích nhanh các nút liên kết với nhiều hình dạng và cấu hình khác nhau. Mô hình bao gồm các cấu kiện chịu tải trọng tác dụng và các thao tác gia công (bao gồm các cấu kiện tăng cứng), dùng để liên kết các cấu kiện với nhau. Không được nhầm lẫn giữa cấu kiện và thao tác gia công, vì các cạnh cắt của cấu kiện được nối với nút liên kết thông qua các liên kết cứng, do đó chúng sẽ không biến dạng đúng nếu được sử dụng thay cho thao tác gia công (cấu kiện tăng cứng).
Mô hình phần tử hữu hạn được phân tích sẽ được tạo ra tự động. Người thiết kế không tạo mô hình phần tử hữu hạn mà tạo nút liên kết bằng các thao tác gia công – xem hình.
Các thao tác/hạng mục gia công có thể dùng để tạo nút liên kết
Mỗi thao tác gia công bổ sung các hạng mục mới vào liên kết – cắt, bản thép, bu lông, mối hàn.
Cấu kiện chịu lực và gối tựa
Một cấu kiện trong nút liên kết luôn được đặt là "cấu kiện chịu lực". Tất cả các cấu kiện còn lại là "cấu kiện được liên kết". Cấu kiện chịu lực có thể được người thiết kế lựa chọn. Cấu kiện chịu lực có thể là "liên tục" hoặc "kết thúc" tại nút liên kết. Cấu kiện "kết thúc" được đỡ tại một đầu, còn cấu kiện "liên tục" được đỡ tại cả hai đầu.
Các cấu kiện được liên kết có thể thuộc nhiều loại khác nhau, tùy theo tải trọng mà cấu kiện có thể tiếp nhận:
- Loại N-Vy-Vz-Mx-My-Mz – cấu kiện có khả năng truyền cả 6 thành phần nội lực
- Loại N-Vy-Mz – cấu kiện chỉ có khả năng truyền tải trọng trong mặt phẳng XY – nội lực N, Vy, Mz
- Loại N-Vz-My – cấu kiện chỉ có khả năng truyền tải trọng trong mặt phẳng XZ – nội lực N, Vz, My
- Loại N-Vy-Vz – cấu kiện chỉ có khả năng truyền lực dọc trục N và lực cắt Vy và Vz
Liên kết bản thép với bản thép truyền tất cả các thành phần nội lực
Liên kết bản mã liên kết đơn chỉ có thể truyền tải trọng trong mặt phẳng XZ – nội lực N, Vz, My
Liên kết bản mã nút – liên kết cấu kiện dàn chỉ có thể truyền lực dọc trục N và lực cắt Vy và Vz
Mỗi nút liên kết đều ở trạng thái cân bằng trong quá trình phân tích kết cấu khung. Nếu các lực đầu mút của từng cấu kiện được áp dụng vào mô hình CBFEM chi tiết, trạng thái cân bằng cũng được thỏa mãn. Do đó, về mặt lý thuyết không cần thiết phải định nghĩa gối tựa trong mô hình phân tích. Tuy nhiên, vì lý do thực tế, gối tựa chống lại tất cả các chuyển vị được định nghĩa tại đầu thứ nhất của cấu kiện chịu lực. Điều này không ảnh hưởng đến trạng thái ứng suất cũng như nội lực trong nút liên kết, mà chỉ ảnh hưởng đến việc hiển thị biến dạng.
Các loại gối tựa phù hợp, tôn trọng loại của từng cấu kiện được liên kết, được định nghĩa tại các đầu mút của các cấu kiện được liên kết nhằm ngăn ngừa sự xuất hiện của các cơ chế không ổn định.
Chiều dài mặc định của mỗi cấu kiện bằng hai lần chiều cao của nó. Chiều dài của cấu kiện phải ít nhất bằng 1× chiều cao của cấu kiện sau thao tác gia công cuối cùng (mối hàn, lỗ khoét, sườn tăng cứng, v.v.) để đảm bảo biến dạng đúng sau các liên kết cứng nối đầu cắt của cấu kiện với nút liên kết.