Стадия IIIа. Разрушение начинается по растянутой арматуре и заканчивается разрушением бетона сжатой зоны (бетон сжатой зоны может и не разрушаться). Характер разрушения пластичный, постепенный. Max ордината  находится вблизи сжатой грани.

Стадия IIIб. Проявляется в элементах имеющих переармированную растянутую зону. A_sфакт>A_sрасч.

  Таким образом при разрушении прочность растянутой арматуры не может быть исчерпана, так как раньше происходит исчерпание прочности сжатой зоны. Разрушение происходит по бетону и арматуре сжатой зоны, сопровождается раздроблением и выкалыванием сжатого бетона характер разрушения резкий, внезапный и хрупкий. При этом напряжение в бетоне сжатой зоны - , а в растянутой арматуре . Недостаточная прочность сжатой зоны вызывает увеличение высотыX перед разрушением до определенной величины . Хрупкое разрушение не рекомендуется нормами и допускается только в случае, если переармирование вызвано расчетам по II группе предельных состояний (трещины, прогибы.)

Хрупким является также разрушение по схеме IIIа нормально армированных элементов с арматурной сталью имеющей малое относительное удлинение при разрыве (высокопрочная проволокаВ_р 1400-1500).Армирование элементов сталью с <4% не рекомендуется. Расчетная схема (модель) имеет прямоугольную форму эпюры  сжатой зоны при (ордината)

По III стадии проводят расчет по:

1) по прочности нормальных и наклонных сечений

2) расчеты на кручение, смятие. Бетон растянутой зоны  практически не влияет на сопряжение элемента, поэтому из расчетной схемы исключается.

Предварительно напряженные элементы (ПНЭ).

Отличие ПНЭ от обычных заключается в развитии стадии I, т.е. до момента образования трещин. Это связано с тем, что нагрузка вызывающая 1-е трещины в ПНЭ должны сначала погасить усилие обжатия бетона, а затем вызвать растяжения в обжатой зоне и далее трещины. Таким образом, эта нагрузка в 2-3 раза выше, чем у элементов без предварительного напряжения. Рассмотрим состояния, имеющие качественные отличия в процессе изготовления и работы элемента до разрушения элемента.

1) ИЗГОТОВЛЕНИЕ

1а)

1б) 2)

3)ЭКСПЛУАТАЦИЯ:

4)

5)

Процесс изготовления.

1а) Арматура натягивается до требуемого значения напряжений , закрепляется, элемент бетонируется.

1б)  В арматуре начинают натекать потери преднапряжения, так называемые первые - от релаксации (1), от температурного перепада (2) еслиэлемент пропаривается, от деформации формы (3) и анкеров (4), то есть  уменьшается до . Напряжения в бетоне = =0

Состояние 2. После набора достаточной прочности  отпускают арматуру усилие передается на бетон, бетон упруго укорачивается на , напряжения в арматуре уменьшается на , где . Это упрочнение должно быть учтено при назначении . Кроме того натекают вторые потери  - от усадки (5) и ползучести (6). снижается  до . Напряжение в верхней части сечения (сжатой при эксплуатационной нагрузке q) – растягивающее в нижней (растяжение при) - сжимающие. Бетон обжат на уровне .

Эксплуатация.

Состояние 3. Элемент смонтирован, к нему приложена нагрузка q. При росте нагрузки, при некотором значении q обжатие полностью гасится, то есть _{b р}=0. На нижней грани – растяжение бетона, но трещин еще нет, так как . В арматуре напряжения увеличились на величинуΔ _{s ,} вызванную нагрузкой q, то есть

Состояние 4. Дальнейшей рост q вызывает растяжениена нижней грани до

_b=R_{bt , ser}. Появляетсятрещина, т.е. конец I-ой стадии работы. При этом напряжении в арматуре _s= _{sp 2}+2αR_{bt , ser}т. е в момент образования трещин отличаются в аналогичных элементах без предварительного напряжения на величину _{sp 2.} Это показывает насколько сопротивление образованию трещин у элемента с предварительным напряжением выше, чем у элемента без предварительного напряжения. Напряжения на уровне арматуры _{b р} еще не достигли R_{bt , ser}, то есть трещина только образовалась.

С этого момента работа ПНЭ аналогична элементу без ПН, т.е. переход к стадии II и III. Перед образованием трещин в бетоне сжатой зоны  напряжения от обжатия суммируются с напряжением нагрузки q: _b^’= _bp^’+ _bq^’,поэтому напряжение в сжатой зоне _b и высота сжатой зоны Х в элементах с ПНсущественно выше, чем в элементах без ПН.

Состояние 5. Интервал между IIиIII стадий благодаря высокой высоте сечения Х сокращаются. На стадии II развиваются неупругие деформации арматуры. Конец состояния 5 соответствует стадии IIIа и IIIб элемента без ПН.

В любом случае при разрушении по IIIа или IIIб напряжения в арматуре As отличаются от элемента без ПН на величину .

– приращение вызванное нагрузкой q, в элементе без ПН при разрушении , в ПНЭ , т.е  ПН не влияет на прочность элемента.(обычная арматура ;высокопрочная ).

Поэтому можно использовать общую методику расчета на прочность.