極限狀態設計（LSD），也稱為載荷和阻力系數設計（LRFD），是指結構工程中使用的一種設計方法。極限狀態是結構不再滿足相關設計標準的條件。條件可以指結構上的負載程度或其他作用，而標準指結構完整性、適用性、耐用性或其他設計要求。LSD設計的結構按比例設計，以維持其設計壽命期間可能發生的所有動作，并保持適合使用，并為每個極限狀態提供適當的可靠性水平。基于LSD的建筑規范通過其規定隱含地定義了適當的可靠性水平。蘇聯在NSStreletski教授領導的研究基礎上開發的極限狀態設計方法于1955年被引入蘇聯建筑法規。

極限狀態設計要求結構滿足兩個主要標準：最終極限狀態(ULS)和使用極限狀態(SLS)。任何設計過程都涉及許多假設。必須估計結構將承受的載荷，必須選擇要檢查的構件尺寸，并且必須選擇設計標準。所有工程設計標準都有一個共同目標：確保結構安全并確保結構的功能。

最終狀態(US)和最終極限狀態(ULS)之間有明顯的區別。美國是一種物理情況，涉及過度變形導致并接近所考慮的組件或整個結構的倒塌，如果相關，或者變形超過預先商定的值。當然，它涉及結構方案的相當大的非彈性（塑性）行為和殘余變形。相比之下，ULS不是物理情況，而是必須滿足的商定計算條件，以及其他附加標準，以符合設計載荷下對強度和穩定性的工程要求。如果所有因素彎曲，則認為結構滿足最終極限狀態標準，剪切和拉伸或壓縮應力低于為所考慮截面計算的分解阻力。所指的分解應力是通過將放大系數應用于截面上的載荷來找到的。折減系數用于確定截面的各種系數阻力。極限狀態標準也可以根據載荷而不是應力來設置：使用這種方法，當放大載荷時，被分析的結構元件（即梁或柱或其他承重元件，如墻壁）被證明是安全的小于相關的歸約電阻。符合ULS的設計標準被視為提供適當結構安全性的最低要求（以及其他附加要求）。

除了上面提到的ULS檢查之外，還必須執行服務限制狀態(SLS)計算檢查。為了滿足使用極限狀態標準，結構必須在常規（日常）載荷下保持其預期用途的功能，因此該結構在常規條件下不得引起乘員不適。至于ULS，SLS不是物理情況，而是計算檢查。目的是證明在特征設計載荷（未分解）的作用下，和/或在施加某些（未分解）的強加變形、沉降或振動或溫度梯度等量級時，結構行為符合，并且不超過現行相關標準中規定的SLS設計標準值。這些標準涉及各種應力限制、變形限制（撓度、旋轉和曲率）、柔度（或剛度）限制、動態行為限制，以及裂縫控制要求（裂縫寬度）和其他與結構及其耐久性有關的布置達到的日常服務水平和人類舒適度，以及實現日常功能的能力。該計算檢查在位于彈性區域下半部分的點執行，該點應用了特征（未分解）動作并且結構行為是純彈性的。

使用統計數據和預先選擇的故障概率來確定負載和阻力系數。建筑質量的可變性，建筑材料的一致性都被考慮在內。通常，單位系數（一）或更小適用于材料的電阻，單位系數或更大的系數適用于載荷。不經常使用，但在某些負載情況下，由于組合負載的概率降低，因子可能小于統一。對于不同的材料，甚至在同一材料的不同等級之間，這些因素可能會有很大差異。木材和磚石通常比混凝土具有更小的因素，而混凝土又比鋼具有更小的因素。應用于阻力的因素也說明了對數值推導的科學信心程度——即當對特定類型的故障模式沒有太多研究時，使用較小的值）。與載荷相關的因素通常與所涉及的材料類型無關，但會受到結構類型的影響。在確定因子的具體大小時，與地震等高度可變的載荷相比，更多確定性載荷（如恒載、結構和xxx性附件如墻壁、地板處理、天花板飾面的重量）被賦予較低的因子（例如1.4），風，或活（占用）載荷（1.6）。沖擊載荷通常仍被賦予更高的因子（例如2.0），以考慮其不可預測的幅度以及載荷的動態性質與大多數模型的靜態性質。雖然可以說在哲學上并不優于允許或允許的應力設計，但它確實有可能產生更一致的設計結構，因為每個元素都旨在具有相同的故障概率。實際上，這通常會導致更有效的結構。

以下是加拿大國家建筑規范中對LSD的處理：NBCC1995格式φR>αDD+ψγ{αLL+αQQ+αTT}其中φ=阻力系數ψ=荷載組合系數γ=重要性系數αD=靜荷載系數αL=活荷載系數αQ=地震荷載系數αT=熱效應（溫度）荷載系數在大多數形式的土木工程中，極限狀態設計已經取代了舊的許用應力設計概念。一個明顯的例外是交通工程。盡管如此，目前正在為基于LSD的巖土工程和交通工程開發新的代碼。因此，大多數現代建筑都是按照基于極限狀態理論的規范設計的。例如，在歐洲，結構設計符合歐洲規范：鋼結構設計符合EN1993，鋼筋混凝土結構符合EN1992。澳大利亞、加拿大、中國、法國、印度尼西亞和新西蘭（以及許多其他國家）)在制定設計規范時利用極限狀態理論。從最純粹的意義上說，現在認為在使用LSD時討論安全因素是不合適的，因為有人擔心這可能會導致混亂。以前，已經證明LRFD和ASD可以生產出明顯不同的鋼山墻框架設計。在極少數情況下，ASD可以生產重量明顯更輕的鋼山墻框架設計。此外，已經表明，在高雪地區，方法之間的差異更加顯著。

在歐洲，極限狀態設計由歐洲規范強制執行。