Fazy pracy przekroju zginanego elementu żelbetowego: a) schemat elementu, wykres momentów zginających i przekrój poprzeczny z zaznaczoną wysokości:; strefy ściskanej w różnych fazach, b) wykresy, naprężeń w poszczególnych fazach pracy przekroju.
Niżej omówiono siany naprężeniowo-odkształceniowe (fazy pracy) w przekroju prostopadłym żelbetowej belki swobodnie podpartej, poddanej działaniu obciążenia zwiększającego się powoli, aż do jej zniszczenia.
Faza I. Pod małym obciążeniem (5-10% obciążenia niszczącego) beton strefy ściskanej oraz beton strefy rozciąganej odkształcają się sprężyście (obowiązuje prawo Hooke’a), a rozkład naprężeń i odkształceń w całym przekroju jest liniowy. Oś obojętna, ze względu na współpracę zbrojenia w strefie rozciąganej, znajduje się nieco poniżej środka ciężkości przekroju betonowego, a wysokość strefy ściskanej betonu wynosi x1a ten stan określa się jako fazę la.
Wraz ze zwiększeniem obciążenia wykres naprężeń w strefie rozciąganej przyjmuje kształt krzywoliniowy, bliski prostokątnemu, co jest skutkiem uplastycznienia się betonu w strefie rozciąganej. W strefie ściskanej wykres naprężeń ma kształt trójkąta, gdyż beton w tej strefie nadal odkształca się prawie wyłącznie sprężyście. Oś obojętna nieco podnosi się, a wysokość strefy ściskanej zmniejsza się do x1bten stan określa się jako fazę Ib.
Oznacza to, że w fazie 1 nie można w pełni wykorzystać siali zbrojeniowej.
Faza II. Jeżeli przy zwiększaniu obciążenia naprężenia w strefie rozciąganej przekroju osiągną wytrzymałość betonu na rozciąganie, to w strefie tej pojawi się rysa. Obciążenie jest wówczas równe 15-25% obciążenia niszczącego. Odpowiada (o przejściu w przekrojach zarysowanych od fazy I do II. W przekroju z rysą sity rozciągające przejmuje wyłącznic zbrojenie; przejmowanie naprężeń rozciągających przez niewielką część przekroju poniżej osi obojętnej jest praktycznie pomijane. Na odcinkach między rysami przekroje nadal pracują w fazie I, a więc istnieje przyczepność między betonem i zbrojeniem. Rozkład naprężeń ściskających w betonie jest nadal bliski liniowemu, a współczynnik sprężystości betonu strefy ściskanej można przyjąć za stały. Oś obojętna podnosi się, a wysokość strefy ściskanej zmniejsza się do x2a ten stan określa się jako fazę IIa.
Pojawienie.się choćby jednej rysy powoduje, że element uważa się za pracujący w fazie II.
Dalsze zwiększanie obciążenia powoduje zwiększenie i zakrzywienie wykresu naprężeń w ściskanej strefie betonu oraz zmniejszenie wartości współczynnika sprężystości betonu w tej strefie. Oś obojętna podnosi się, a wysokość strefy ściskanej w przekrojach zarysowanych zmniejsza się do x2b; ten stan określa się jako fazę IIb.