Las estructuras de paredes delgadas se utilizan ampliamente en dispositivos anti-colisión para varios vehículos debido a su ligereza y alta absorción de energía. La colisión desfasada es una escena común en varios accidentes de tráfico. Debido a que las estructuras de paredes delgadas comúnmente utilizadas no consideran este método de colisión complejo, el efecto de absorción de energía de la estructura no puede cumplir con los requisitos. En este artículo, se propone una estructura en forma de C compuesta por tubos de acero de paredes delgadas. Se estudia la configuración de la estructura a través de análisis teóricos y simulaciones numéricas, y se encuentra que la estructura puede absorber energía de manera estable en la colisión desfasada. Se llevaron a cabo experimentos y simulaciones de desplazamiento, y se investigó la capacidad de choque de la estructura para verificar la precisión y viabilidad del método de análisis numérico. Se realizó un análisis de simulación de parámetros a gran escala, y se investigaron las características de influencia de la configuración de la estructura, diferentes materiales y diferentes secciones. Basado en los resultados de las pruebas y el análisis numérico anteriores, se propone un método de diseño óptimo para mejorar la capacidad de choque de las estructuras considerando colisiones desfasadas. Este artículo puede proporcionar apoyo teórico y técnico para la investigación relacionada sobre las partes integradas de absorción de energía anti-escalada de los trenes de ferrocarril bajo colisiones desfasadas.