Η δομική αστοχία συμβαίνει όταν μια κατασκευή, όπως ένα κτίριο, καταρρέει ή αστοχεί φυσικά με παρόμοιο τρόπο. Υπάρχουν πολλές αιτίες δομικής αστοχίας, τόσο φυσικές όσο και ανθρωπογενείς. Σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να φταίει ο σχεδιασμός ή η πραγματική κατασκευή του κτιρίου, ενώ σε άλλες περιπτώσεις η αμέλεια, η υπερφόρτωση ή μια φυσική καταστροφή είναι η αιτία. Αισθητήρες και μαθηματικά μοντέλα χρησιμοποιούνται στο σχεδιασμό και τη συντήρηση κτιρίων για τη μείωση και την παρακολούθηση της πιθανότητας δομικής αστοχίας.
Όταν κατασκευάζεται ένα κτίριο, η ποσότητα της μηχανικής καταπόνησης ή καταπόνησης που είναι πιθανό να βιώσει συνυπολογίζεται στο σχεδιασμό. Οι παράγοντες πιθανής πίεσης περιλαμβάνουν το σχήμα και την προβλεπόμενη χρήση του κτιρίου — για παράδειγμα, ένα πολυώροφο κτίριο γραφείων είναι φυσικά διαφορετικό από ένα γκαράζ πολλαπλών επιπέδων στάθμευσης ή μια μονοκατοικία κατοικιών. Κάθε ένα από αυτά τα κτίρια θα ανταποκρίνεται σε βαριά φορτία, άνεμο, βροχή και σεισμούς με διαφορετικό τρόπο.
Το υλικό είναι επίσης σημαντικό. Τα χαλύβδινα πλαίσια και οι μεγάλες ποσότητες οικοδομικού γυαλιού που χρησιμοποιούνται στους ουρανοξύστες, για παράδειγμα, δίνουν σε αυτά τα ψηλά κτίρια την απαραίτητη ευελιξία για να αντέχουν τη δύναμη των ισχυρών ανέμων. Οι κορυφαίες στέγες σε σπίτια σε κρύα κλίματα επιτρέπουν στο χιόνι να γλιστρά αντί να συσσωρεύεται σε μεγάλα φορτία και να δημιουργεί βάρος που θα μπορούσε να οδηγήσει σε κατάρρευση στέγης – ένας κοινός τύπος δομικής αστοχίας. Τα κτίρια από τούβλα, ενώ είναι λιγότερο επιρρεπή στη φωτιά από τα ξύλινα κτίρια, μπορεί να είναι πιο επικίνδυνα σε περίπτωση σεισμού, καθώς η βαριά τοιχοποιία μπορεί να καταρρεύσει και να δημιουργήσει επικίνδυνο κίνδυνο για όσους βρίσκονται μέσα.
Δομική αστοχία μπορεί να συμβεί λόγω σχεδιαστικού ελαττώματος, εάν αυτοί που σχεδίασαν το κτίριο δεν έλαβαν υπόψη τη θέση, το σχήμα και τη χρήση για την οποία προορίζονται. Μπορεί επίσης να συμβεί λόγω αμέλειας ή κακής χρήσης του κτιρίου — για παράδειγμα, φόρτωσή του πάνω από την προβλεπόμενη χωρητικότητά του με άτομα ή επιπλέον βάρος από αντικείμενα όπως μηχανήματα. Αυτές οι περιπτώσεις κατάρρευσης κτιρίου είναι ανθρωπογενείς και μπορούν να προληφθούν μοντελοποιώντας μαθηματικά τις πιθανές καταπονήσεις στο κτίριο κατά τη διαδικασία σχεδιασμού και τηρώντας αυτές τις οδηγίες κατά τη διάρκεια ζωής του κτιρίου.
Οι φυσικές καταστροφές και τα καιρικά φαινόμενα μπορεί συχνά να αποτελούν μια πιο προκλητική απειλή. Οι δυνατοί άνεμοι, η φωτιά, το βάρος της βροχής ή του χιονιού και οι σεισμοί μπορούν όλα να οδηγήσουν σε δομική αστοχία. Αν και αυτοί οι παράγοντες αναμένονται όσο το δυνατόν περισσότερο κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού και της κατασκευής, εξακολουθούν να συμβαίνουν ατυχήματα. Η απροσδόκητη διάβρωση ενός μεταλλικού στοιχείου πλαισίου λόγω διαρροής νερού μπορεί να οδηγήσει σε κατάρρευση μιας κατασκευής. Τα ελαττώματα στα μείγματα σκυροδέματος που χρησιμοποιούνται στα θεμέλια κτιρίων μπορεί να οδηγήσουν σε ρωγμές και τελικά αστοχία.
Προκειμένου να μετριαστούν αυτοί οι κίνδυνοι, οι μηχανικοί χρησιμοποιούν συχνά συστήματα αισθητήρων που είναι τοποθετημένα μέσα στη δομή. Οι συσκευές που ονομάζονται επιταχυνσιόμετρα μπορούν να μετρήσουν τους κραδασμούς και χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της λειτουργίας των γεφυρών. Οι μετρητές καταπόνησης και οι οπτικές ίνες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανίχνευση της καταπόνησης και των ζημιών που προκαλούνται από το φορτίο στις κατασκευές. Αυτές και άλλες σχετικές συσκευές αισθητήρων βοηθούν τους μηχανικούς να προβλέψουν και να αποτρέψουν πιθανή δομική αστοχία.