Podstawowym, niejako pierwotnym, składnikiem bezpieczeństwa technicznego jest bezpieczeństwo wytrzymałościowe. Odnosi się ono do poszczególnych elementów obiektu – systemu. Jego tworzenie odbywa się w trakcie fazy projektowania zwanej wymiarowaniem wytrzymałościowym.

Historycznie traktując, w procesie wymiarowania wytrzymałościowego wymagany poziom bezpieczeństwa określany jest poprzez jego miarę pośrednią, adekwatną do specyfiki prowadzenia tego procesu – obliczeń bądź badań wytrzymałościowych – współczynnik bezpieczeństwa. Współcześnie jego wartość kryterialna jest ustalana za pomocą rachunku prawdopodobieństwa, według akceptowalnego poziomu ryzyka, odmiennego dla różnych obiektów, warunków ich eksploatacji – tak użytkowania jak i utrzymania, procesów degradacyjnych jakim podlega wymiarowany obiekt, także uwarunkowań społecznych (zasobności, mentalności, stopnia świadomości, wykształcenia itp.) itp.

Główne zagrożenia dla konstrukcji nośnych (konstrukcje nośne dźwignic zostały przyjęte jako tło dalszych rozważań) w obrębie wytrzymałości stanowią obciążenia zewnętrzne. Wytrzymałościowy stan graniczny konstrukcji nośnej określa granica plastyczności materiału – Re, jej osiągnięcie oznacza utworzenie przegubu plastycznego, utratę nośności.

Zatem, naprężenia wywoływane przez zestaw obciążeń eksploatacyjnych nie mogą przekraczać, z racji wymaganego stopnia ryzyka, w rozpatrywanym węźle konstrukcyjnym uznawanym za jej potencjalne słabe ogniwo, pewnego poziomu wielkości zwanej naprężeniami dopuszczalnymi, wyznaczanymi właśnie z granicy plastyczności materiału za pomocą współczynnika bezpieczeństwa.

Powyższe oddaje warunek wytrzymałości, przyjmując w tradycyjnym, klasycznym ujęciu, ogólnie znaną postać:

gdzie:
σ_OBL – naprężenia obliczeniowe
ΣSi – zestaw obciążeń zewnętrznych
Wj – charakterystyki wytrzymałościowe węzła
σ_DOP – naprężenia dopuszczalne
Re – granica plastyczności materiału
x – globalny współczynnik bezpieczeństwa

Dla konstrukcji nośnych dźwignic podlegających z reguły licznym i różnorodnym obciążeniom eksploatacyjnym, warunek ten z czasem przybrał postać:

gdzie:
γf – globalny współczynnik bezpieczeństwa odnoszony do wytrzymałości charakterystycznej, tu granicy plastyczności Re, określany dla danego kojarzenia obciążeń: A, B, C
γn – współczynnik wysokiego ryzyka, o ile takowe zachodzi
ΣSi_{A, B, C} – zestaw eksploatacyjnych obciążeń zewnętrznych, odpowiadających kojarzeniom A, B, C

W szczególnych przypadkach, gdy zagrożenia są wyjątkowo wysokie, ma to miejsce w przypadkach dźwignic lejniczych, pracujących w przemyśle nuklearnym, bądź na terenach podatnych sejsmicznie itp., następuje zwiększenie pewności działania poprzez stosowanie współczynnika wysokiego ryzyka γn = 1.05 nr , gdzie 1 ≤ nr ≤ 14 w zależności od konkretnych zastosowań.

Rozwinięciem metody naprężeń dopuszczalnych staje się metoda stanów granicznych, coraz szerzej stosowana w obrębie konstrukcji nośnych dźwignic. Warunek wytrzymałości według tej metody przyjmuje postać:

gdzie:
γpi – cząstkowe obciążeniowe współczynniki bezpieczeństwa odnoszone do poszczególnych rodzajów obciążeń dla danego ich kojarzenia
γm – wytrzymałościowy (materiałowy) współczynnik bezpieczeństwa
lim σ – naprężenia graniczne

Podstawowa różnica pomiędzy obydwoma metodami tkwi w ujmowaniu współczynnika bezpieczeństwa. Jego zadaniem jest redukcja skutków działania zagrożeń do poziomu czyniącego ryzyko zaistnienia uszkodzenia akceptowalnym. W metodzie naprężeń dopuszczalnych mamy do czynienia z globalnym współczynnikiem bezpieczeństwa, który w równym stopniu wpływa na zagrożenia wywoływane każdym rodzajem obciążenia oraz wytrzymałością (niedostateczną) materiału. W metodzie stanów granicznych następuje dywersyfikacja współczynnika bezpieczeństwa na szereg współczynników cząstkowych odnoszonych do poszczególnych rodzajów obciążeń eksploatacyjnych γpi , oraz oddzielny współczynnik dotyczący materiału - γm.

I tak w zależności od kojarzenia obciążeń A, B, C wartości współczynnika cząstkowego γpi wahają się w zakresie wartości 1.05÷1.34, współczynnika globalnego γp przyjmują wartości stałe dla poszczególnych kojarzeń: A – γp_A = 1.48, B – γpB = 1.34, C – γp_C = 1.22, współczynnika materiałowego γm = 1.1 dla wszystkich kojarzeń.

Podstawą do takiego różnicowania współczynnika bezpieczeństwa jest dokładniejsze rozpoznanie istotności poszczególnych zagrożeń, zatem i możliwość zabezpieczania się przed ich skutkami, odpowiednio do poziomu istotności. Prowadzi to w prostej linii do bezpiecznego zwiększania poziomu naprężeń granicznych bez podnoszenia ryzyka uszkodzenia.

Przykładowo przejście przy wymiarowaniu wytrzymałościowym konstrukcji nośnych dźwignic z metody naprężeń dopuszczalnych do metody stanów granicznych spowodowało zwiększenie naprężeń uznawanych za wystarczająco bezpieczne z 170 MPa do 215 MPa, dla stali o granicy plastyczności Re = 240 MPa i z 240 MPa do 305 MPa, dla stali o Re = 360 MPa.

Dotychczasowe rozważania dotyczyły uszkadzania konstrukcji poprzez wywoływanie odkształceń plastycznych. Znacznie bardziej złożona sytuacja ma miejsce w przypadku zmęczeniowego pękania. Lewa, obciążeniowa strona ostatniej zależności, pozostaje w zasadzie bez zmian, natomiast współczynnik materiałowy, tu oznaczany γMf staje się silnie zależnym od przyjętych – układu konstrukcji i sposobu jej eksploatacji, ściślej utrzymania, patrz tabela.