W konstrukcjach żelbetowych współpracują ze sobą dwa materiały (beton i stal) o różnych właściwościach mechaniczno-fizycznych. Beton jest materiałem sprężysto-plastycznym, niepodlegającym podstawowemu prawu wytrzymałości materiałów, tj. prawu Hooke’a, według którego między naprężeniami i odkształceniami zachodzi zależność liniowa. Stal jest natomiast materiałem sprężystym, podlegającym temu prawu. Z tego względu nośność elementu lub konstrukcji żelbetowej ustalona według zasad wytrzymałości materiałów sprężystych różni się od określonej na podstawie badań doświadczalnych. Dodatkowe utrudnienie w wykorzystaniu metod obliczeń opartych nu tych zasadach do obliczeń konstrukcji żelbetowych powoduje fakt powstawania rys w rozciąganych strefach betonu konstrukcji.
W tej sytuacji metody obliczeń konstrukcji żelbetowych są opracowywane i doskonalone na podstawie wyników badań doświadczalnych.
Badania elementów żelbetowych zginanych, ściskanych mimośrodowo i rozciąganych mimośrodowo wykazały, że przy powolnym zwiększaniu obciążenia można stwierdzić występowanie w ich przekrojach trzech charakterystycznych rozkładów naprężeń — faz naprężeniowo-odkształceniowych:
• fazy I — do pojawienia się rys w betonie strefy rozciąganej przekroju, kiedy naprężenia w niej są mniejsze od wytrzymałości betonu na rozciąganie, przy czym naprężenia te przejmuje zarówno beton, jak i zbrojenie (w tej fazie przekroje są niezarysowane),
• fazy II — po pojawieniu się rys w betonie strefy rozciąganej, kiedy siły rozciągające w miejscach rys przejmuje zbrojenie i częściowo beton nad rysą, a na odcinkach między rysami — wspólnie zbrojenie i beton (faza II obejmuje przekroje zarysowane),
• fazy III — poprzedzającej bezpośrednio zniszczenie, kiedy naprężenia w zbrojeniu w strefie rozciąganej osiągają wartość równą granicy plastyczności stali, a naprężenia w betonie strefy ściskanej — wartość równą wytrzymałości betonu na ściskanie.