《钢结构设计规范》除疲劳计算外，采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数的设计表达式进行计算。   
1．极限状态  
当结构或其组成部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时，此特定状态就称为该功能的极限状态。    
（1)承载能力极限状态  包括构件和连接的强度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适于继续承载，结构和构件丧失稳定，结构转变为机动体系和结构倾覆。
（2)正常使用极限状态  包括影响结构、构件和非结构构件正常使用或外观的变形，影响正常使用的振动，影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括混凝土裂缝）。    
以结构构件的荷载效应S和抗力R这两个随机变量来表达结构的功能函数，则   
 Z＝g(R，S)＝R-S                   (1)    
在实际工程中，可能出现下列三种情况：
Z＞0    结构处于可靠状态；
Z＝0    结构达到临界状态，即极限状态；
Z＜0    结构处于失效状态。    
按照概率极限状态设计方法，结构的可靠度定义为：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。这里所说“完成预定功能”就是对于规定的某种功能来说结构不失效(Z≥0)。这样结构的失效概率 表示为    
                         (2)    
可靠指标 与 存在对应的关系， 增大， 减小； 减小， 增大。
2．分项系数的设计表达式 
对于承载能力极限状态荷载效应的基本组合按下列设计表达式中最不利值确定
可变荷载效应控制的组合：         （3）
永久荷载效应控制的组合：                 （4）
式中   — 结构重要性系数，对安全等级为一级或设计使用年限为100年及以上的结构构件，不应小于1.1；对安全等级为二级或设计使用年限为50年及结构构件，不应小于1.0；对安全等级为三级或设计使用年限为5年结构构件，不应小于0.9；
       ——永久荷载标准值在结构构件截面或连接中产生的应力；
       ——起控制作用的第一个可变荷载标准值在结构构件截面或连接中产生的应力（该值使计算结果为最大）；
      ——其他第i个可变荷载标准值在结构构件截面或连接中产生的应力；
      ——永久荷载分项系数，当永久荷载效应对结构构件的承载力不利时取1.2，但对式（4）则取1.35。当永久荷载效应对结构构件的承载力有利时取1.0；验算结构倾覆、滑移或漂浮时取0.9；
      、 ——第1个和其他第i个可变荷载分项系数，当可变荷载效应对结构构件的承载力不利时取1.4（当楼面活荷载大于4.0 时，取1.3）；有利时，取为0；   
      ——第i个可变荷载组合值系数，可按荷载规范的规定采取。
对于一般排架、框架结构，可采用简化式计算。.
由可变荷载效应控制的组合：
                                     （5）
由永久荷载效应控制的组合，仍按式（4）进行计算。
式中   ——简化式中采用的荷载组合值系数，一般情况下可采用0.9；当只有1个可变荷载时，取为1.0。    
对于正常使用极限状态，采用荷载的标准组合进行设计，并使变形等设计不超过相应的规定限值。设计式为：    
                 （6）
式中   ——永久荷载的标准值在结构或结构构件中产生的变形值；
 ——起控制作用的第一个可变荷载的标准值在结构或结构构件中产生的变形值（该值使计算结果为最大）；
 ——其他第i个可变荷载标准值在结构或结构构件中产生的变形值；
 ——结构或结构构件的容许变形值。