Page 100 - 捷運技術 第47期

94 陳志文、蔡雪華、賴建名 BIM在施工階段結構安全性分析之應用

一、前言

在建築物施工過程中，營造廠根據整個施工時程、施工方法、機具和材料進出等規劃整
個施工進度順序，使其易於管理和控制整個工地的運作，並將規劃好之施工進度交給結構工
程師檢核其安全性。基於安全原則，如果工程師發現結構不安全，則施工進度計劃需修改或

使用其他方式去解決，如加臨時支撐等。但是，因為施工進度計劃書內容和每一項目的資訊
都具有關連性，所以閱讀較為困難。往往工程師需要花很多時間去剖析所有內容，才能把整
個施工過程在腦海內推演一次，從而評定其安全性。這個過程很容易使工程師產生誤解及難

以發現潛在問題，以致發生施工意外，其所帶來的後果，不僅是結構物倒塌的嚴重損失，最
重要的是會危及到施工人員的生命。所以施工進度安全性檢核是施工過程中很重要的一個環
節，工程師若能有效理解施工進度規劃，才能作出正確的判斷，減少意外發生。另外，若工
程師發現施工進度計劃會引起結構安全的問題而需進行結構分析時，會根據施工圖說把梁柱
的空間位置、斷面尺寸大小和材質強度在結構分析軟體中建置模型並進行分析。但施工圖說

包含各種資訊，要從圖面找到需要的資訊所花費的時間很長且容易找到錯誤的資訊，進而影
響分析模型的建置及分析結果。
自從1970年代末期美國喬治亞理工學院的C.M.Eastman教授提出BIM之概念至今，學界

及軟體業者均致力於發展出為設計與施工可數位化的模擬建築物，並盡可能讓模型中的所有
物件性質與屬性成為工程計畫之紀錄資訊。BIM (Building Information Modeling)貫穿整個建
築生命週期，使資訊具有一致性，避免資訊傳遞遺失。目前根據BIM概念設計的軟體(以下
稱BIM軟體)很多，也越趨成熟，這些軟體除了能建置三維模型外，且能給予物件屬性，如
尺寸、材質、進度資訊和分析時之邊界條件。並透過擷取屬性資料從而建立各面向的平立

面圖、構件圖、數量計算或計劃進度排程等。另外BIM軟體可透過資訊交換的方式與其他專
業分析軟體結合，增加其效益。市場上較為普遍採用的軟體有Revit Architecture、Graphisoft
ArchiCAD、Bentley PlantSpace及Tekla Structures、NavisWorks…等等。此類商業軟體各有其

優缺點，功能及執行效率差異甚大，價格高低相去甚遠。
若工程師能採用BIM之優點解決上述在施工中結構安全分析過程所遭遇的問題，透過
BIM軟體與結構分析軟體的資料結合，快速進行資料交換，減少剖析時間和增加資訊傳遞的
正確性，則使結構分析資料更能符合實際施工情況。

二、研究方法

本方法運用BIM之技術跨越整個建築生命週期，從初步設計、細部設計至施工和營運階
段都由BIM作為資訊傳遞的橋梁。圖1為執行架構示意圖。圖中主要分成BIM軟體和專業軟

體二部份， BIM軟體的特點是含有各類資訊（幾何空間和桿件屬性等）及整合資訊的功能
（2D圖面輸出和數量計算等）。至於其他專業，如結構應力分析，則可透過資訊交換的方
式與專業分析軟體聯結，讓資訊作更有效的應用，發揮更大的效益。
本研究應用在施工階段之結構安全性分析，從圖1了解到BIM軟體所需要的資訊分為三

類，第一類為施工進度資訊，如工項和時間；第二類為結構分析資訊，分別為邊界條件、載