Strukturna okvara se pojavi, ko se struktura, kot je zgradba, zruši ali fizično odpove na podoben način. Vzroki za okvare konstrukcije so številni, tako naravni kot človeški. V nekaterih primerih je lahko kriva zasnova ali dejanska gradnja objekta, v drugih primerih pa je vzrok malomarnost, preobremenitev ali naravna nesreča. Senzorji in matematični modeli se uporabljajo pri načrtovanju in vzdrževanju stavb za zmanjšanje in spremljanje možnosti strukturnih okvar.
Ko je stavba zgrajena, se pri načrtovanju upošteva količina mehanske obremenitve ali obremenitve, ki jo bo verjetno doživela. Dejavniki možnega stresa vključujejo obliko in predvideno uporabo stavbe – na primer visoka poslovna stavba je fizično drugačna od večnadstropne garaže ali enonadstropne stanovanjske hiše. Vsaka od teh zgradb se bo drugače odzvala na velike obremenitve, veter, dež in potrese.
Pomemben je tudi material. Jekleni okvirji in velike količine gradbenega stekla, ki se uporabljajo v nebotičnikih, na primer, dajejo tem visokim zgradbam fleksibilnost, ki je potrebna, da prenesejo moč močnih vetrov. Strehe s skodlami na hišah v hladnem podnebju omogočajo, da sneg zdrsne, namesto da bi se kopičil pri težkih obremenitvah in ustvaril težo, ki bi lahko povzročila zrušitev strehe – pogosta vrsta strukturne okvare. Opečne stavbe, čeprav so manj dovzetne za ogenj kot lesene, so lahko v primeru potresa nevarnejše, saj se lahko težki zidovi porušijo in ustvarijo nevarno nevarnost za tiste, ki so v njih.
Okvara konstrukcije lahko nastane zaradi napake pri načrtovanju, če tisti, ki so projektirali stavbo, niso upoštevali njene lokacije, oblike in predvidene uporabe. Pojavi se lahko tudi zaradi malomarnosti ali napačne uporabe stavbe – na primer zaradi obremenitve z ljudmi preko predvidene zmogljivosti ali dodatne teže zaradi predmetov, kot so stroji. Ti primeri porušitve stavbe so posledica človeka in jih je mogoče preprečiti z matematičnim modeliranjem verjetnih obremenitev stavbe med procesom načrtovanja in upoštevanjem teh smernic v življenjski dobi stavbe.
Naravne nesreče in vremenski pojavi so lahko pogosto bolj zahtevna grožnja. Močan veter, ogenj, teža dežja ali snega in potresi lahko vodijo do strukturne okvare. Čeprav so ti dejavniki pri projektiranju in gradnji čim bolj predvideni, se nesreče še vedno dogajajo. Nepričakovana korozija kovinskega okvirja zaradi uhajanja vode lahko povzroči propad konstrukcije. Napake v betonskih mešanicah, ki se uporabljajo pri gradbenih temeljih, lahko povzročijo razpoke in morebitno okvaro.
Da bi ublažili te nevarnosti, inženirji pogosto uporabljajo senzorske sisteme, nameščene znotraj strukture. Naprave, imenovane merilniki pospeška, lahko merijo vibracije in se uporabljajo za merjenje delovanja mostov. Merilniki napetosti in optična vlakna se lahko uporabljajo za odkrivanje obremenitev in poškodb na konstrukcijah zaradi obremenitve. Te in druge povezane senzorske naprave pomagajo inženirjem predvideti in preprečiti morebitno strukturno okvaro.