انجام اصلاحات روی کد پایتون و توسعه آن

با سلام من یک کد پایتون دارم که بصورت دو بعدی، یک سیستم که المان های اون میتونن بیم باشن یا خرپا رو تحلیل کنه و پارامترهای نهایی مد نظرمون رو بده. دو تا تغییر روی این کد مد نظر هست، اول اصلاح کد در فضای 2 بعدی (در ادامه توضیح میدم مشکل چی هست.)، بعد از حل مشکل کد در 2 بعد، میخوام این کد 3 بعدی بشه. چون باید با ماتریس کار بشه، شاید نیاز باشه که در کنار پایتون نویسی، در زمینه مکانیک/عمران/دینامیک سازه ها هم آشنایی داشته باشید. در نهایت 2 فایل میشه فایل های تحویلی، یکی اصلاحیه کد دو بعدی، یکی هم کد سه بعدی توضیحات کامل: کد پایتون و فایل های ورودیش رو در ضمیمه قرار میدم. ورودی رو که از فایل اکسل میگیره، براساس تعریف ما در فایل ورود که المان ها تراس بودن یا بیم، مدل رو تحلیل میکنه و نتایج مختلفی منجمله دفلکشن هر گره رو بهمون میده. مشکلی که دارم اینه که وقتی تمام المان ها بیم باشن یا بیم و تراس باشن، بدون مشکلی، این کد اجرا میشه، اما وقتی همه المان ها تراس باشن، کد ارور Singular میده. شک خودم به این هست که یکسری پارامترها که مخصوص بیم هستن (چرخش در تکیه گاه و نیروی خمش در گره ها)، زمانیکه المان ها به خرپا تغییر داده میشن هم وارد کد میشن و قید اضافی ایجاد میکنن و این مشکل ایجاد میشه. شاید یکی از راه حل ها این باشه که یک حلقه وارد کرد که وقتی تمام المان ها تراس بودن، فلان ستون ها از فلان شیت هارو کلا نادیده بگیر، تا وارد محاسبات و ماتریس ها نشن. نیاز دارم این مشکل برطرف بشه تا بدون مشکل، بشه سیستم هایی رو وارد کرد که فقط شامل المان های بیم، یا فقط تراس، یا ترکیب هر دو باشن. در حال حاضر جواب هایی که این فایل داره برای نمونه بیم میده، با جواب های آزمایشگاهیمون یکسان هست و مشکلی نداره. الان بدنبال این هستیم که ببینیم آیا خرپا هم میتونه جواب حل دستی رو بهمون بده یا نه. دو تا فایل ضمیمه گذاشتم، یکی کد پایتون و دیگری 3 فایل ورودی برای 3 مثال بیم، تراس و بیم + تراس هست. توضیح فایل اکسل ورودی: در بخش تکیه گاه، برای مقید کردن تکیه گاه ها از دو حرف R و F استفاده کردم که یکیش به معنی Free هست و دیگری به معنی Restrained.