Los pernos de alta resistencia se utilizan ampliamente en conexiones estructurales, y la precarga afecta el comportamiento de fallo de los pernos. En este artículo, se diseña un perno de sección transversal variable (VCSB) con resistencia debilitada para inducir fractura. Se realizaron experimentos de tracción cuasi-estática con diferentes valores de par de precarga en el VCSB. Se aplicaron los pares de precarga de 0, 430, 610 y 820 N·m a las estructuras de conexión del VCSB antes de la prueba. Las curvas de carga-desplazamiento obtenidas en la prueba se pueden dividir en tres etapas: la fase elástica inicial, la fase de fluencia y la fase de estrangulación rápida. A medida que aumentó la precarga, la rigidez de la fase elástica inicial aumentó de 101.21 kN/mm a 270.64 kN/mm y el desplazamiento de fractura DC disminuyó de 10.54 mm a 8.42 mm. Se desarrollaron modelos de elementos finitos para simular el proceso de fallo del VCSB bajo cargas de tracción. La diferencia entre los valores de FB y DC en los resultados de la simulación y la prueba está dentro del 2%. Las simulaciones se llevaron a cabo ajustando el prestress de 0 a 650 MPa. Los resultados muestran que el valor de la fuerza de precarga no tiene efecto en el FB del VCSB, pero influye en gran medida en el DC y el FC de la conexión.