处于海洋环境中的固定式和浮式平台结构，长期承受随机波浪载荷的作用，在这种交变载荷作用下，结构材料内产生随时间变化的应力。随着应力波动次数的累加，材料抵抗交变应力的能力将降低。这个交变应力即使低于屈服极限，也会引起构件的突然断裂，且断裂前无明显的塑性变形，这种现象称为疲劳失效。疲劳失效的本质是一个裂纹形成、扩展的过程。

平台结构的管节点和非管节点连接作为传力部位，应力状态十分复杂，尽管设计人员做了很大努力，精心设计这些节点，但结构破坏常常还是首先从节点开始。20世纪50年代初，安装于墨西哥湾的导管架式固定平台，由于在设计时没有考虑疲劳可能导致结构破坏，致使60年代中期两次飓风有18座平台倒塌。随后的研究表明，尽管平台倒塌的原因是多方面的，但结构疲劳导致破坏是一个重要原因。1980年3月，挪威北海的生活支持平台亚历山大·基兰（Alexander Keilland）号半潜式平台翻沉，造成123人罹难，事后调查分析认为事故是由于撑杆开孔部位疲劳断裂所致。

焊接节点或板节点焊缝的微裂纹多数是由于焊接部位初始缺陷引起的，节点连接的疲劳破坏起源于节点高应力区的缺陷。因此，节点的应力集中程度对平台结构的疲劳具有重要影响，在波浪等交变载荷长期作用下，常常在节点的热点部位产生疲劳裂纹，裂纹不断扩展，最后导致结构突然断裂破坏。

疲劳设计的目的是保证结构具有足够的疲劳寿命。海洋工程结构的疲劳分析原则上与陆上结构相同。但是海洋工程结构，尤其是浮式结构的疲劳分析更困难、更复杂。原因在于：①波浪及其产生的载荷很复杂。②波浪与结构物之间的响应很复杂。③腐蚀、阴极保护与海洋环境之间的关系很复杂。④海洋工程结构现场检查和维护很困难。⑤运输和安装过程中可能已经隐含了重大的疲劳损伤。

在平台结构高应力区，构件连接部位的应力集中是产生结构疲劳的主要原因。因此，需要对这些部位进行分析。在设计阶段，通过分析发现易于发生疲劳的损伤点并改进设计，以保证平台结构在交变载荷作用下具有足够的疲劳寿命。

海洋工程结构抗疲劳设计方法主要包括：名义应力疲劳设计法、热点应力疲劳设计法、损伤容限设计法、疲劳可靠性设计法。

以名义应力范围为基本设计参数，以疲劳应力范围-疲劳寿命（S-N）曲线为主要设计依据的抗疲劳设计方法。名义应力是结构中只考虑宏观几何效应而不考虑节点不连续以及焊缝引起的应力集中时的应力，可通过经典理论或者粗/细网格有限元方法得到。

以热点应力范围为基本设计参数，以S-N曲线为主要设计依据的抗疲劳设计方法。热点应力是结构在热点处的局部应力，它包括由于结构间断和附加结构的存在引起的应力集中，可通过名义应力乘以应力集中系数或者细网格有限元分析得到。

在断裂力学基础上发展起来的一种抗疲劳设计方法。设计思想是以承认材料内有初始缺陷为前提，并把这种初始缺陷看作裂纹，根据材料在使用载荷下的裂纹扩展性质，估算其剩余寿命。设计思路：构件内具有裂纹是不可避免的，只要正确估算其剩余寿命，采取适当的断裂控制措施，确保构件在使用期限内能够安全使用，则这样的裂纹是允许存在的。

概率统计方法和疲劳设计方法相结合的产物，也称为概率疲劳设计。考虑了载荷、材料疲劳性能和其他疲劳设计数据的分散性，可以把破坏概率限制在一定的范围内，因此其设计精度比其他抗疲劳设计方法高。由于疲劳试验数据的离散性，所以试样的疲劳寿命与应力水平间的关系，并不是一一对应的单值关系，而是与存活率p有密切联系。用常规方法做出的S-N曲线，只能代表中值疲劳寿命与应力水平间的关系。而p-S-N曲线表示在各种存活率下的疲劳寿命与应力水平间的关系，以应力范围为纵坐标、以存活率的疲劳寿命为横坐标。在进行疲劳设计时，可根据所需的存活率p，利用与其对应的p-S-N曲线进行设计。因此，p-S-N曲线代表了更全面的应力-寿命关系，比S-N曲线有更广泛的用途，在进行可靠性设计时，必须使用p-S-N曲线。