纵观钢结构疲劳研究发展史，将钢结构疲劳研究发展可分为三类，基于宏观疲劳试验的累计损伤法、基于断裂力学的疲劳方法、基于多尺度研究的损伤力学法。众所周知，从疲劳演化的过程来看，疲劳破环可分为裂纹形成和裂纹扩展两个阶段[1]，对于疲劳裂纹的扩展阶段，应用断裂力学相关模型已经可以得到可靠的结果；对于疲劳裂纹萌生阶段，近些年基于损伤力学也提出了一些计算模型[2]；然而最可靠的疲劳评估方法还是通过疲劳试验统计实测构件疲劳性能。
一、基于宏观疲劳试验的累计损伤法
世界公认，1829 年德国采矿工程师Albert首次提出了金属疲劳的概念，他被认为是疲劳现象研究的第一人[3]。1839 年波恩特斯特第一次定义“疲劳”这个概念，并使用“Fatigue”这来描述在反复作用下载荷对结构的破坏。1842 年法国的一条铁路发生事故以后，一位名叫 W.J.M.Rakine 的英国铁路工程师用详细的文字记载了金属疲劳的研究工作，他最先认识到应力集中对机器零部件的危害。1852年～1869年，德国工程师沃勒研究工作包括全尺寸车轴和各种小型机械构件的弯曲、扭转和轴向加载疲劳试验，提出了应利用应力幅-寿命（S-N）曲线来描述疲劳行为的方法，并提出了“疲劳极限”的概念，为疲劳研究奠定了基础 [4]。1870年～1890年，Gerber等人研究了平均应力对疲劳的影响，Goodman提出了关于平均应力的简化理论[5]。1884年包辛格在验证沃勒的疲劳试验时，发现了“循环软化”现象，直到1952年柯扬在做铜棒的疲劳试验时才被重新提出，并被命名为“包辛格效应”，包辛格成为研究循环应力-应变关系的第一人。
20世纪，光学显微镜可以用于疲劳机理的研究，人们观察到局部滑移线和滑移带引起的裂纹[6]，英国科学家赫尔贝特、高夫等人用材料的内部组织的改变来解释疲劳现象，这个研究对指导人类认识疲劳机理有很大的贡献。1910年，Basquin提出了表征S-N曲线的经验公式，即在双对数坐标系下应力和循环册书之间在较大的应力范围内具有线性关系[7]。1920年Griffith发现玻璃脆性断裂时的名义应力取决于为裂纹的尺寸[8]。1926年，H. J. Gough发表了《金属疲劳》一书，在疲劳机理研究方面做出了巨大的贡献。在20世纪二三十年代，疲劳应发展成为一个重要的科学研究领域。1930年Peterson建立了应力集中系数和疲劳极限的关系。1937年Neuber提出了缺口应力集中理论[9]。1937年weibull提出了材料轻度统计理论[10]。1938 年，盖斯纳首次提出了程序疲劳试验方法。程序试验就是将累积频次分布的载荷分为若干个程序循环，每一个循环叫做“程序块”，由此形成一系列高低应力循环的混合，来模拟实际工作载荷的状况。试验时一个程序块接一个程序块的重复加载到试件上，直到试件破坏为止。之后，基于疲劳试验，建立了许多疲劳累计损伤分析和寿命评估理论，可以概括为三种类型，即线性累计损伤理论，修正线性理论和其它理论。
1、线性累计损伤理论
1945 年曼纳提出了著名的线性疲劳损伤累积理论，简称为 Miner 法则[11]，该理论认为疲劳损伤是一个线性累计的过程，疲劳程度与加载顺序无关等，虽然该理论存在较多的缺点，但在今天它仍然是工程上预测疲劳寿命最简单最有用的公式之一。此外典型的线性累计损伤理论还有Lundbery理论，Shanley理论。
在工程应用方面，文献[12]～[16]，基于Miner理论，分别研究了点焊焊接接头的疲劳损伤累积特征以及加载次序对疲劳寿命的影响、应用等效结构应力的概念对焊接钢结构构件应力集中区进行了疲劳寿命评估、通过实验和数值计算验证了我国《钢结构设计规范》GB50017-2003中有关Miner规定的合理性、通过对残余应力场的理论分析给出计算基于Miner理论的焊接钢结构的疲劳S-N曲线的计算方法、温度和介质对焊接板疲劳性能的影响。文献[17] ～[22]分别基于Miner理论对不同的工程结构进行了疲劳评估。由于Miner理论简单易用，其在工程研究方面的应用数不胜数，在此不再列举。
2、修正线性理论
为了克服线性理论的缺点，Manson采用将疲劳过程中的裂纹形成和裂纹扩展两个阶段用疲劳循环次数分开，在不同的阶段分别运用线性累积损伤规律的方法，建立了双线性疲劳累积损伤理论。虽然该模型考虑了不同阶段的不同情况，但是两阶段的定义并不确切，缺乏物理意义，两个阶段的分界点不明确。Corten-Dolan从损伤的物理概念出发，对疲劳累积损伤规律进行了研究。基于若干假定，推导出两级和多级应力水平下疲劳失效判据[23]。该模型较为复杂，没有在工程上得到广泛的应用。此外还有Cepehceh理论、Freudenthal理论。
针对Miner法则没有考虑荷载次序和残余应力的复杂非线性相互影响，相对Miner法则被提出，其保留了Miner法则的线性累积假设，避开了累积损伤a=1的假设，相比Miner法则，相对Miner法则计算数值误差大幅度降低，然而其计算的关键取决于相似谱的计算[24]。
3、其它理论
基于试验数据，还得到很多经验或半经验公式，包括Fuller理论，Gatts理论，levy理论、Marco-Starkey理论和Henry疲劳累积损伤理论等，其中Marco-Starkey理论为较早提出的非线性损伤累计理论之一，由于其与应力水平相关的常熟较难确定，所以很少用于实际工程；Henry基于疲劳损伤对材料S—N曲线的影响，提出了Henry疲劳累积损伤理论，该理论模型公式较复杂，理论计算与试验结果有出入。
以上疲劳累计理论都是基于“确定性”的基础之上的，近20年来概率累积损伤理论也有很大的发展。
基于Miner法则和可靠度相关理论，文献[25]提出可以将疲劳损伤容限法（DFR）应用于工业建筑钢吊车梁的疲劳寿命评估中。文献[26]基于P-S-N曲线理论，提出一种用于评价结构材料疲劳性能的新数据分析方法。文献[27] 基于随机应力谱下的Miner准则和寿命分布函数, 提出了一种随机应力谱下构件疲劳可靠性分析模型 —Miner 准则—寿命分布模型。文献[28]基于Miner法则，在疲劳统计的基础上，引入疲劳寿命概率密度函数，提出一种新的基于概率的疲劳破坏评估法则。文献[29]以模糊理论为基础，通过选取不同的隶属函数来量化因不同加载次序导致材料疲劳性能的变化，得到比传统方法更优的解。
由于基于可靠度设计方法的发展，出现了大量的随机疲劳评估方法或基于概率的疲劳损伤评估方法，这些方法普遍基于Miner法则，通过引入疲劳统计量，推导出不同的概率模型。目前应用较为广泛的是疲劳损伤容限法和P-S-N曲线法。