Compilando n submatrizes em uma matriz NxN em numpy

Trabalhando em um problema na análise estrutural de matrizes. Estou escrevendo um programa em Python (usando o Anaconda 3) para analisar uma treliça. Cada membro de treliça individual gera uma matriz 4x4, para um total de n matrizes 4x4. Em seguida, essas matrizes 4x4 são compiladas em uma matriz NxN, organizada assim, para as matrizes A, B, C:

Como você pode ver, cada submatriz sucessiva é colocada uma linha acima e uma linha abaixo da anterior. Além disso, como o tamanho da treliça e o número de juntas da treliça (nós) são especificados pelo usuário, o tamanho da matriz NxN deve ser determinado dinamicamente (as submatrizes são sempre 4x4).

Eu tenho uma matriz zero NxN; Estou tentando descobrir como compilar as submatrizes corretamente.

Encontrei algumas perguntas semelhantes, mas nenhuma delas dimensionou a matriz maior dinamicamente.

Agradeço qualquer ajuda que vocês possam fornecer.

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