整个过程可分为三个阶段：无裂纹阶段、裂纹阶段和失效阶段。

第一阶段-无障碍阶段

此时混凝土截面应变较小，沿梁高测得的混凝土应变呈线性关系，且应变值较小，与平面截面假定梁一致；受拉钢筋和CFRP应变较小，钢筋混凝土梁和钢筋混凝土梁的应变与受压区和混凝土的三角形拉应力分布图相似。

随着弯矩的增大，由于混凝土的抗拉强度远小于抗压强度，混凝土在拉伸区的应力增加较快，混凝土进入塑性阶段。拉伸区的应力图呈曲线状。当混凝土在开裂时刻的弯矩达到极限拉应变时，截面处于受压区，受压应力远小于其抗压强度，受压混凝土基本处于弹性阶段，压应力图接近三角形分布。

第二阶段--裂纹阶段

当受拉区的拉伸应变超过极限拉应变时，混凝土的弱截面在拉伸区出现裂缝。混凝土裂缝处的拉应力转移到钢筋和碳纤维布上。当时，钢筋的应力和碳纤维布的应力突然增大。随着弯矩的增大，裂纹继续扩展，中性轴位置向上移动。拉伸区的拉伸应力主要受钢筋和碳纤维布的作用。受压区混凝土向塑性变形发展，受压区的应力值呈曲线形。

第三阶段--毁灭阶段

随着弯矩的不断增大，当拉应力达到屈服强度时，裂纹截面的拉应力增量主要由CFRP承担。弯矩继续增大，裂缝继续扩大，中轴位置继续向上移动，受压区高度进一步减小，压应力混凝土增大，混凝土塑性特征更加明显，压缩区应力图的曲线分布较为饱满。当受压区的混凝土应变达到极限应变时，碾压混凝土被碾碎，这标志着钢筋混凝土梁的破坏。