本文首先从薄壳理论基本假设出发，导出了不仅能考虑薄壳中面位移产生的非线性项，而且考虑了含初始应力张量的非线性有限元的增量平衡方程。从而使得本文的方法可以有效地考虑薄壁壳体构件的几何非线性和材料非线性情况。为了解决以往的非线性有限元方程求解方法在求解过程中难以跨越结构的荷载一位移曲线临界点及无法跟踪后屈曲平衡路径的缺点，本文提出了采用N-R法结合弧长法的混合迭代求解方法。这种方法不仅能够较为准确地确定结构的临界承载力，同时还能获得与试验结果较为吻合的屈曲模态。 　　本文进行了一系列对大型薄壁钢管极限承载力的试验研究，其中包括用钻孔法对焊接大直径薄壁圆钢管构件的纵向残余应力分布形式实测试验，得出了其沿构件截面圆周的分布曲线；对试件母材及卷材的材料试验；对12根焊接薄壁圆钢管轴压及偏压极限承载力试验。通过试验研究，给出每个试件的荷载位移曲线和极限承载力。同时将试验结果与本文相关理论进行对比，从而得以确定本文研究方法和研究结果的有效性和合理性。