管道应变设计目的是保证管子在一定的变形范围内不发生破裂或泄漏等失效模式。通常衡量管子变形大小的参数是应变，同时为了区别规范中基于环向应力的设计方法，所以将此设计方法称为应变设计。

管道应变设计是针对日益恶劣的管道施工和服役环境，例如海洋管道，极地冻土区管道，地震引起的沙土液化、滑坡等地段管道，活动断层段管道，采空区段管道等提出的设计方法。最早应用于20世纪60年代，在北美的诺曼井原油管道、阿拉斯加原油管道等工程中用于解决多年冻土地段、不稳定边坡、河流穿越、地震区和活动断裂带等地段的管道变形问题。但对此方法系统的研究还是21世纪以后，构建了管道应变设计的整体框架，开发了抗大变形钢管，研究了配套的现场焊接工艺，提出了管道应变能力的预测模型，规范了配套的试验验证方法，管道完整性管理研究也在进行当中。

管道应变设计的原理是通过比较地面位移引起的管道应变和管道极限应变能力，来保证管道应变不超过管道的极限应变，从而避免相应的失效发生。内容包括地面位移预测、预测位移下的管道应变计算、管道的极限应变能力的确定、各种降低管道应变和提高极限应变的措施，以及管道的材料性能测试等。

管道应变设计为地面位移地段管道建设和运行提供了技术保障，不仅可以保证管道的安全，也可以充分利用管道的变形能力，从而节省工程投资和运行费用。同时还推动了抗大变形钢材、地面位移预测、应变计算、材料测试等配套技术的发展和应用，提升了管道建设和运行技术水平。