Defecțiunea structurală apare atunci când o structură, cum ar fi o clădire, se prăbușește sau se defectează fizic într-un mod similar. Există numeroase cauze ale defecțiunilor structurale, atât naturale, cât și provocate de om. În unele cazuri, proiectarea sau construcția propriu-zisă a clădirii poate fi defectă, în timp ce în alte cazuri neglijența, supraîncărcarea sau un dezastru natural este cauza. Senzorii și modelele matematice sunt folosiți în proiectarea și întreținerea clădirilor pentru a reduce și monitoriza posibilitatea defecțiunii structurale.
Atunci când o clădire este construită, cantitatea de solicitare mecanică sau tensiune pe care este probabil să o experimenteze este luată în considerare în proiectare. Factorii de stres posibil includ forma și utilizarea prevăzută a clădirii – de exemplu, o clădire de birouri înaltă este fizic diferită de o parcare cu mai multe niveluri sau de o casă rezidențială cu un etaj. Fiecare dintre aceste clădiri va răspunde la sarcini grele, vânt, ploaie și cutremure într-un mod diferit.
Materialul este de asemenea important. Cadrele de oțel și cantitățile mari de sticlă utilizate în zgârie-nori, de exemplu, oferă acestor clădiri înalte flexibilitatea necesară pentru a rezista forței vântului puternic. Acoperișurile cu șindrilă de pe casele cu climă rece permit zăpezii să alunece, mai degrabă decât să se acumuleze în sarcini grele și să creeze greutate care ar putea duce la prăbușirea acoperișului – un tip comun de defecțiune structurală. Clădirile din cărămidă, deși sunt mai puțin susceptibile la foc decât clădirile din lemn, pot fi mai periculoase în cazul unui cutremur, deoarece zidăria grea se poate prăbuși și poate crea un pericol periculos pentru cei din interior.
Defecțiunea structurală poate apărea din cauza unui defect de proiectare dacă cei care au proiectat clădirea nu au ținut cont de locația, forma și utilizarea prevăzută a acesteia. De asemenea, poate apărea din cauza neglijenței sau a utilizării greșite a clădirii – de exemplu, încărcarea acesteia peste capacitatea prevăzută cu oameni sau greutate suplimentară din elemente precum mașini. Aceste cazuri de prăbușire a clădirii sunt provocate de om și pot fi prevenite prin modelarea matematică a tensiunilor probabile asupra clădirii în timpul procesului de proiectare și prin respectarea acestor linii directoare pe durata de viață a clădirii.
Dezastrele naturale și fenomenele meteorologice pot fi adesea o amenințare mai provocatoare. Vânturile puternice, focul, greutatea ploii sau zăpezii și cutremurele pot duce la defecțiuni structurale. Deși acești factori sunt anticipați în timpul proiectării și construcției pe cât posibil, accidentele au loc totuși. Coroziunea neașteptată a unui element de cadru metalic din cauza infiltrațiilor de apă poate duce la prăbușirea unei structuri. Defectele amestecurilor de beton utilizate în fundațiile clădirilor pot duce la fisurare și eventuala defecțiune.
Pentru a atenua aceste pericole, inginerii folosesc adesea sisteme de senzori montate în interiorul structurii. Dispozitivele numite accelerometre pot măsura vibrațiile și sunt folosite pentru a măsura funcția podurilor. Extensometrele și fibra optică pot fi utilizate pentru a detecta stresul și daunele induse de sarcină asupra structurilor. Acestea și alte dispozitive cu senzori aferente ajută inginerii să prezică și să prevină posibile defecțiuni structurale.