辯證唯物主義告訴我們，世界是物質(zhì)的，物質(zhì)是變化的，變化是有規(guī)律的。自古以來(lái)，人類(lèi)不斷地對(duì)世界進(jìn)行探索和研究，就是為了尋找和認(rèn)識(shí)客觀世界發(fā)展、變化的規(guī)律，利用這些規(guī)律來(lái)改造世界，改善人類(lèi)生存的條件，提高人們的生活水平，為人類(lèi)造福。隨著研究范圍的不斷擴(kuò)大，將掌握的規(guī)律歸類(lèi)并轉(zhuǎn)化為知識(shí)，就形成了今天的學(xué)科、領(lǐng)域和行業(yè)門(mén)類(lèi)。在對(duì)客觀世界進(jìn)行研究和探索的過(guò)程中，人們也觀察和意識(shí)到，規(guī)律是確定的，但相同條件下得到的結(jié)果未必是確定的，這是因?yàn)槭挛锇l(fā)展的初始條件并不完全充分，事物發(fā)展過(guò)程中也會(huì)存在多種不能明確和控制的因素，這些因素的干擾使得終結(jié)果呈現(xiàn)不確定性。因此，規(guī)律是由客觀世界或事物的內(nèi)在發(fā)展機(jī)制決定的，而處在復(fù)雜環(huán)境中的事物的外在表現(xiàn)是多種多樣的，也就是說(shuō)，在一定的階段和條件下，規(guī)律是確定性的，而結(jié)果應(yīng)從統(tǒng)計(jì)上來(lái)認(rèn)識(shí)。
具體到我們?nèi)祟?lèi)建造的各種土木工程設(shè)施也是如此。工程設(shè)施主要承受其自重及使用中的各種作用，力學(xué)是各種工程設(shè)施設(shè)計(jì)和建造的基石，而對(duì)其中各種不確定性的把握和應(yīng)用概率、統(tǒng)計(jì)理論進(jìn)行分析是其安全性的保證。從土木工程的發(fā)展歷史來(lái)看，力學(xué)理論的應(yīng)用要比概率、統(tǒng)計(jì)理論的應(yīng)用發(fā)展得早、發(fā)展得快，這是因?yàn)橥聊竟こ淘O(shè)計(jì)問(wèn)題就是求解力學(xué)問(wèn)題的過(guò)程，一些力學(xué)理論和方法也是因土木工程設(shè)計(jì)的客觀需求而很早就發(fā)展了起來(lái)的；而概率和統(tǒng)計(jì)理論的建立要晚于力學(xué)的發(fā)展，除了簡(jiǎn)單用來(lái)分析材料的性能外，概率和統(tǒng)計(jì)理論并不能像力學(xué)那樣直接用于描述和分析土木工程設(shè)施的安全性，需要將概率和統(tǒng)計(jì)理論作為基本工具，結(jié)合力學(xué)方法對(duì)工程設(shè)施的安全問(wèn)題進(jìn)行專(zhuān)門(mén)研究。所以，歷史上土木工程設(shè)施設(shè)計(jì)方法的發(fā)展是沿著力學(xué)方法和概率方法應(yīng)用兩條路徑發(fā)展的，大致對(duì)應(yīng)關(guān)系為：容許應(yīng)力法定值設(shè)計(jì)法（按經(jīng)驗(yàn)確定的），破損階段設(shè)計(jì)法（一個(gè)極限狀態(tài)）部分概率設(shè)計(jì)法（材料強(qiáng)度取值采用了概率法，荷載取值和安全系數(shù)仍是按經(jīng)驗(yàn)確定的），極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法（多個(gè)極限狀態(tài)）部分概率法，極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法近似概率法或概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法（材料強(qiáng)度和荷載取值均采用概率方法，可靠度采用可靠指標(biāo)描述）。我國(guó)目前采用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法是概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，對(duì)于這種設(shè)計(jì)方法，雖然并不直接采用可靠指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，但分項(xiàng)系數(shù)是以可靠指標(biāo)為基礎(chǔ)確定的。概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法也稱(chēng)為以概率理論為基礎(chǔ)、以分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。
從20世紀(jì)70年代起，結(jié)構(gòu)可靠性理論在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中得到應(yīng)用，目前概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法已經(jīng)成為國(guó)際上大部分國(guó)家結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主流方法。具有科學(xué)性、先進(jìn)性和引領(lǐng)性的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)《結(jié)構(gòu)可靠性總原則》（ISO 2394）自1973年版到現(xiàn)在已經(jīng)頒布了4版，2002年頒布的歐洲規(guī)范《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》（EN 1990）規(guī)定了系列歐洲規(guī)范設(shè)計(jì)的基本原則和概率基礎(chǔ)，我國(guó)《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》自1992年頒布以來(lái)于2008年完成了次修訂，《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》自1984年頒布以來(lái)已分別于2001年和2018年進(jìn)行了兩次修訂，港口工程、水利水電工程、鐵路工程和公路工程結(jié)構(gòu)的可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)也在版頒布后分別進(jìn)行了一次修訂。另外、我國(guó)核電、風(fēng)電、電網(wǎng)等行業(yè)也基于可靠性理論編制和修訂了其行業(yè)工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。
結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)理論和方法在世界范圍內(nèi)得到認(rèn)可并被廣泛采用，是因其合理性、先進(jìn)性，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，體現(xiàn)了行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，這主要反映在如下幾個(gè)方面。
1）結(jié)構(gòu)可靠性理論在一定程度上反映了結(jié)構(gòu)建造、使用過(guò)程中存在的隨機(jī)不確定性。不確定性是自然界和社會(huì)中存在的客觀現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的發(fā)展，一條路徑就是按照概率和統(tǒng)計(jì)理論的應(yīng)用進(jìn)行的。容許應(yīng)力法、安全系數(shù)法中的安全系數(shù)盡管是用來(lái)考慮結(jié)構(gòu)建造、使用過(guò)程中存在的各種不確定性的，但由于科技發(fā)展的局限性，當(dāng)時(shí)尚不能通過(guò)概率和統(tǒng)計(jì)理論來(lái)分析，而是完全憑經(jīng)驗(yàn)確定的；結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)理論則不同，次近似用概率度量結(jié)構(gòu)的可靠度，用可靠指標(biāo)體現(xiàn)結(jié)構(gòu)的可靠度水平，建立了分項(xiàng)系數(shù)與可靠指標(biāo)的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由確定性方法向不確定性方法的重大跨越。盡管目前的結(jié)構(gòu)可靠性理論仍不是很完善，但是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法前進(jìn)的一大步，按照趙國(guó)藩院士的說(shuō)法，可靠度方法如同一桿秤，雖然還不是很精確，但總是要比沒(méi)有這樣一桿秤好。
2）結(jié)構(gòu)可靠性理論為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了合理的分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式。容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法和單一安全系數(shù)設(shè)計(jì)法直接將同時(shí)出現(xiàn)的各種荷載的效應(yīng)疊加在一起進(jìn)行設(shè)計(jì)，不區(qū)分各荷載隨機(jī)變異性的大小，這將導(dǎo)致所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)在不需要使用很多材料之處使用了很多的材料，而在需要較多材料之處材料用量又不足，結(jié)構(gòu)各構(gòu)件或部件的可靠度非常不一致。概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法首先按照結(jié)構(gòu)作用組合原理確定了符合結(jié)構(gòu)荷載組合規(guī)則的分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式，表達(dá)式中的各分項(xiàng)系數(shù)與作用、材料的概率特性和設(shè)計(jì)采用的目標(biāo)可靠指標(biāo)相聯(lián)系，不僅概念明確，而且合理。
3）以結(jié)構(gòu)可靠性理論為基礎(chǔ)構(gòu)建了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的完整體系。結(jié)構(gòu)可靠性理論解決的主要問(wèn)題是設(shè)計(jì)中如何考慮結(jié)構(gòu)建造和使用中的各種