Какова ниша js фреймворков?

ну например google music написан на polymer

что до builtwith - там как бы да, слегка разачаровываешься обычно когда просматриваешь это дело, там только парочка интересных проектов а все остальное - что-то простое.

Веб-сервисы. Все понятно, туда сюда гонять XML/JSNON, JS вообще не нужен

что для вас web сервисы и откуда там "гонять json"? Я правильно понимаю что вы сейчас о микросервисах на бэкэнде? Причем тут тогда фронтэнд?

веб-приложения. Как правило, наборы гридов

Хватит думать десктопными интерфейсами начала двухтысячных. Лично я считаю гриды дурным тоном (за очень редкими исключениями списки намного лучше справляются с выводом информации).

Вот сижу и думаю, что за типы проектов должны быть, в которых применение фреймворков действительно было бы оправдано,

Да на самом деле любой single page application, ибо фреймворк (например тот же angular) дает вам готовую инфраструктуру, позволяющую изолировать все по слоям, делать изолированные и легко покрываемые тестами (вы же не будете спрашивать зачем нужны тесты?) элементы интерфейса. А бизнес логика на клиенте в подавляющем большинстве простая, обычно все упирается именно в UI и как все это дело организовать. Фреймворки существенно упрощают разработку.

Ну и еще на angular (а точнее на ionic) сделано приличное количество гибридных приложений (cordova/phonegap)

В статье описывают где используются blog.livecoding.tv/2016/07/06/top-10-js-frameworks

PS нагуглил сайт https://builtwith.angularjs.org, но, по-моему, большинство примеров не имеют особо сложной клиентской логики, что прямо уж так фреймворк нужен.

Можно ли реализовать то же самое без фреймворков? Да.
Облегчают ли фреймворки разработку? Зависит от вашего стиля работы, опыта и задач.
Нужно ли вам использовать фреймворки? Раз обходитесь без них, значит - нет. С другой стороны, если вы можете написать все, что угодно без фреймворка и сделать код при этом расширяемым и поддерживаемым, то на изучение любого трендового фреймворка у вас уйдет не больше пары дней.

Веб-приложения. Как правило, наборы гридов с различными фильтрами, выгрузки отчетов в Excel, построение графиков, диаграмм. Но для этих целей хороши DevExpress (для NET разработчиков) или ExtJs.

Веб-приложения - это далеко не всегда наборы гридов с фильтрами и выгрузки в Excel.

Стек Backbone.js + Marionette.js очень хорош при для разработки крупных SPA веб-приложений типа ERP/CRM/CMS. Хотя, в последнее время в этой сфере начинает заруливать React, за счёт более лёгкой реализации изоморфного подхода.