高聳結構計算的目的是保證結構構件在使用荷載作用下能安全可靠地工作，既要滿足使用要求，又要符合經濟要求。結構計算是根據擬定的結構方案和構造，按所承受的荷載進行內力計算，確定出各個桿件的內力，再根據所用材料的特性，對整個結構和構件及其連接進行核算，以驗證是否符合經濟、安全、實用等多方面要求。
但是，一些實際工程記錄、調查和試驗資料表明：計算中所采用的標準荷載和結構實際承受的荷載之間，材料的力學指標取值與材料實際數值之間。計算截面和實際尺寸之間，計算所得的應力值和實際應力值之間，以及估計的施工質量與實際質量之間，都存在著一定的差異，所以計算結果不一定很安全可靠。為了保證結構安全，必須在設計中留有余地，使結構在各種不利條件下能保證其正常使用。
我國工程結構設計方法經歷了采用總安全系數的容許應力計算法、多系數的極限狀態計算方法、以結構極限狀態為依據進行多系數分析、采用單一安全系數的容許應力設計法等。后一種實質上是半概率、半經驗的極限狀態計算方法。這種方法僅在荷載和材料強度的設計取值上分別考慮了各自的統計變異性，沒有對結構可靠度給出科學的定量描述。這種方法有一種假象，以為設計安全系數就是結構可靠度，并易誤認只要設計中有某一給定安全系數，結構就能百分之百可靠。例如過去使用的規范中，對于受壓構件的安全系數：磚石結構采用2.3；混凝土結構采用1.65；鋼筋混凝土結構采用1.55；鋼結構Q235鋼采用1.41；鋼結構16Mn鋼采用1.45。這并不說明磚石結構的可靠度大，剛結構的可靠度小，也不是幾種結構的可靠度一樣大。所以定值的安全系數只能從工程經驗上和常識上給以解釋，不能真正從定量上度量結構的可靠度。
目前建筑結構和高聳結構采用的則是以概率理論為基礎的極限狀態設計方法，或簡稱為概率極限狀態設計方法，它址以結構失效概率來定義結構可靠度，并以與結構失效概率相對應的可靠度指標β來度量結構的可靠度。由于這個方法在結構極限狀態方程與結構可靠度之間建立了數學關系，從而能較好地反映結構可靠度的實質，使設計概念更為科學和明確。
結構的極限狀態分為兩類：承載能力極限狀態和正常使用極限狀態。
承載能力極限狀態主要考慮有關結構安全性的功能，是結構或構件發揮最大限度承載功能的狀態。當結構或構件出現下列狀態之一時，即認為超過了承載能力的極限狀態：
1、整個結構或結構的一部分作為剛度失去平衡（如高聳結構的傾覆)；
2、結構構件或連接因材料強度被超過而破壞；
3、結構轉變為機動體系；
4、結構或構件喪失穩定(如壓屈等)。
正常使用極限狀態主要考慮有關結構的適用性和耐久性的功能，是結構或構件達到使功能的某允許限值的狀態。當結構或構件出現下列狀態之一時，即認為超過了正常使用狀態：
1、影響正常使用或外觀的變形；
2、影響正常使用或耐久性能的局部損壞（包括裂縫)；
3、影響正常使用的振動；
4、影響正常使用的其它特定狀態。
所以，高聳結構的設計必須滿足下列各項功能要求：
1、能承受在正常施工和正常使用時可能出現的各種荷載作用和附加變形；
2、在正常使用時具有良好的工作性能；
3、在正常維護下具有足夠的耐久性；
4、 在偶然時間發生時及發生后，仍能保持必需的整體穩定性。
