Экспериментальное установление главных растягивающих и главных сжимающих напряжений в железобетонных элементах включает исследования напряжённо-деформированного состояния конструкций. 1

Например, в коротких железобетонных балках поверхность бетона разделяют на четыре характерные зоны: 1

1. Зона главных сжимающих напряжений — наклонная полоса между грузовой и опорной площадками. 1
2. Зона главных растягивающих напряжений — горизонтальный участок в нижней части балки. 1
3. Зоны с малыми напряжениями — располагаются с внутренней и с внешней стороны сжатого наклонного участка бетона. 1

Также в процессе экспериментов наблюдают за поведением железобетонных элементов при постепенном увеличении внешней нагрузки. 5 Выделяют три характерные стадии напряжённо-деформированного состояния: 5

1. Первая стадия — до появления трещин в бетоне растянутой зоны. 5 Напряжения в бетоне меньше временного сопротивления растяжению, растягивающие усилия воспринимаются арматурой и бетоном совместно. 5
2. Вторая стадия — после появления трещин в бетоне растянутой зоны. 5 Растягивающие усилия в местах, где образовались трещины, воспринимаются арматурой и участком бетона над трещиной, а на участках между трещинами — арматурой и бетоном совместно. 5
3. Третья стадия — стадия разрушения. 5 Напряжения в растянутой стержневой арматуре достигают физического или условного предела текучести, в высокопрочной арматурной проволоке — временного сопротивления, а напряжения в бетоне сжатой зоны — временного сопротивления сжатию. 5

В результате исследований установлено, что главные сжимающие напряжения концентрируются между верхней гранью опоры, между осями действия внешней и реактивной нагрузки. 13 Главные растягивающие напряжения — у нижней грани балки, при этом траектория максимальных растягивающих напряжений отклоняется вглубь балки в зоне действия реактивных сил. 13