لا يمكن تحقيق أقصى قدر من الكفاءة للهيكل بأكمله من حيث الجساءة والقوة ومقاومة الأحمال الجانبية مثل الزلازل إلا من خلال جعل جميع عناصر الأعمدة متصلة ببعضها البعض بطريقة تجعل المبنى بأكمله بمثابة أنبوب مجوف أو صندوق جاسئ ناتئ (على شكل كابولي) من الأرض.
يسمى هذا النظام نظام الأنابيب المؤطرة. هذا النظام فعال لبناء الهياكل الشاهقة.
تم استخدام هذا النظام (Framed Tubed Structure) في الأصل لمخططات الأراضي المستطيلة ، ويستخدم الآن لأشكال مختلفة وأحيانًا يستخدم للمخططات الدائرية والمثلثة أيضًا. يتكون إطار الأنبوب من أعمدة متقاربة ، تتراوح المسافات بينهم حوالي ٢-٤ متر ، ومتصلة بكمرات عميقة. سيؤدي ذلك إلى تكون إنشاء وتكوين أنبوب يتصرف مثل المدخنة المثقبة المستمرة.
في هذا النظام ، ستتحول إجهادات الانقلاب على الأعمدة إلى شد وضغط مباشرًا دون أي انحناء، حيث يتم توفير المقاومة الجانبية (مقاومة الأحمال الجانبية أو الأفقية) لنظام أنبوب الإطار من خلال إطارات من أعمدة وكمرات جاسئة مقاومة للعزم وشديدة الصلابة والتي تشكل "أنبوبًا" حول محيط المبنى.
يتم تقاسم الحمل في اتجاه الجاذبية بين الأنبوب الخارجي والأعمدة الداخلية أو الجدران ويوفر هذا النظام مساحة داخلية جيدة بسبب قلة عدد الأعمدة الداخلية أو الحوائط الخرسانية.
ولكن يعيبه تقارب الأعمدة على المحيط الخارجي والتي تقلل من مسافات المداخل وهكذا.
يقوم الأنبوب الخارجي (مجموعة الأعمدة على المحيط الخارجي) بمقاومة الأحمال الجانبية بكفاءة وكوحدة واحدة جاسئة.ويكون هذا النظام أكثر كفاءة في المخططات المستطيلة.
 |
| نظام وآلية مقاومة الأحمال الجانبية في نظام الأنبوب |
يعتبر استخدام نظام الأنبوب المؤطر مفيدا في تنفيذ المباني الشاهقة عندما يكون البناء والتصميم بنظام الإطارات التقليدية يعطي قطاعات كبيرة جدا بسبب الأحمال الجانبية والارتفاع الشاهق وتزيد تكلفة البناء، فعندما يتم التصميم الجيد باستخدام نظام Framed Tubed Structure يمكن أن يستهلك نصف مواد البناء في مبنى هيكلي تقليدي كبير.
تم استخدام هذا النظام لأول مرة في مبنى الشقق DeWitt-Chestnut في شيكاغو واكتمل في عام 1965 ، ولكن المثال الأبرز هو أبراج مركز التجارة العالمي الأصلية أو البرجين التوأمين.
يوجد مجموعة من أنظمة تصميم المباني العالية تندرج تحت مبدأ نظام الأنبوب المؤطر مثل نظام الأنبوب داخل أنبوب ونظام الأنبوب المؤطر مع جمالون وأيضا نظام الأنابيب المجمعة ويعتبر برج خليفة من أحد هذه الأنظمة.
- يتكون هذا النظام من أعمدة وكمرات خارجية تخلق إطارًا صلبًا، وجزءًا داخليًا من النظام وهو إطار بسيط مصمم لحمل أحمال في اتجاه الجاذبية .
- يتصرف المبنى مثل أنبوب مجوف مكافئ.
- إنها اقتصادية إلى حد كبير وتحتاج إلى نصف المواد المطلوبة لتشييد المباني ذات الإطارات العادية.
- يتم استخدامه لبناء المباني حتى ٦٠ طابقا.
- تقاوم الأحمال الجانبية عن طريق روابط مختلفة ، صلبة أو شبه صلبة ، تستكمل عند الضرورة بعناصر جمالون وتدعيم إكس خارجي والذي يسمح ببناء حتى ١٠٠ طابق.