當以整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態就不能滿足設計規定的某一功能要求,則此特定狀態稱為該功能的極限狀態,按此狀態進行設計的方法稱極限狀態設計法。它是針對破壞強度設計法的缺點而改進的工程結構設計法。分為半概率極限狀態設計法和概率極限狀態設計法。

  半概率極限狀態設計法 將工程結構的極限狀態分為承載能力極限狀態、變形極限狀態和裂縫極限狀態三類(也可將後兩者歸併為一一類),並以荷載系數、材料強度系數和工作條件系數代替單一的安全系數。對荷載或荷載效應和材料強度的標準值分別以數理統計方法取值,但不考慮荷載效應和材料抗力的聯合概率分佈和結構的失效概率。

  概率極限狀態設計法 將工程結構的極限狀態分為承載能力極限狀態和正常使用極限狀態兩大類。按照各種結構的特點和使用要求,給出極限狀態方程和具體的限值,作為結構設計的依據。用結構的失效概率或可靠指標度量結構可靠度(見結構可靠度分析方法),在結構極限狀態方程和結構可靠度之間以概率理論建立關系。這種設計方法即為基於概率的極限狀態設計法,簡稱為概率極限狀態設計法。其設計式是用荷載或荷載效應、材料性能和幾何參數的標準值附以各種分項系數,再加上結構重要性系數來表達。對承載能力極限狀態采用荷載效應的基本組合和偶然組合進行設計,對正常使用極限狀態按荷載的短期效應組合和長期效應組合進行設計。